31. Oktober 2022

Heizstab mit PV-Anlage kombinieren Q&A Teil 2

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Elektroheizstäbe kommen in verschiedenen Bereichen zum Einsatz – im ersten Teil der Reihe „Heizstab mit Photovoltaik“ mehr dazu. Jetzt geht es um Fragen zum praktischen Einsatz.

Wie lange braucht ein Heizstab, um Wasser aufzuwärmen?

Eine der häufigsten Fragen, die uns immer wieder erreicht, ist, wie lange es dauert, das Wasser im Wärmespeicher aufzuheizen. Es wird Sie nicht verwundern, dass die Dauer des Aufheizens von mehreren Faktoren abhängt. Wir versuchen dennoch eine kurze und schlüssige Antwort zu geben:

Die Dauer des Aufheizens eines Wasserspeichers mittels Heizstab mit Photovoltaikstrom lässt sich in erster Linie auf die aktuelle Sonneneinstrahlung zurückführen. Die Dauer hängt aber auch von der Wärme ab, die während des Aufheizens durch die Entnahme von Warmwasser oder durch die Heizung aus dem Speicher entnommen wird. Nicht zuletzt ist auch die Power des Heizstabes selbst für die Dauer entscheidend. Wir können aber trotzdem eine theoretische Betrachtung, unter Annahme konstanter Bedingungen, machen.

In der Theorie ist es so: Um 1 Liter Wasser um 1 Grad zu erwärmen, ist eine Energiemenge von 1,16 Wh erforderlich. So benötigt ein Speicher mit 300 Liter Wasser, um von 10 °C auf 60 °C aufgeheizt zu werden, etwa 17,4 kWh Energie. Ein 2 kW Heizstab wie unsere braucht dafür etwa 8,5 Stunden. Je stärker der Heizstab, desto schneller geht es.   

Gut zu wissen: Für eine praktikablere, ganzjährige Betrachtung des Systems empfiehlt sich eine Gegenüberstellung mit unserem my-PV Power Coach.

 

Wie viel kW sollte ein Heizstab für meinen Wasserspeicher haben?

Wie viel kW Ihr Heizstab tatsächlich benötigt, hängt davon ab, wie groß Ihre Photovoltaikanlage und Ihr Wasserspeicher sind. Eine allgemeine Richtlinie lautet, den Heizstab so klein wie möglich, aber so groß wie nötig zu dimensionieren. Bei Anlagen unter 6 kWp und einem Wärmespeicher von circa 300 Liter reichen Heizstäbe mit 3 kW Leistung in der Regel aus. So zum Beispiel unsere AC ELWA-E. Für größere Photovoltaikanlagen empfehlen wir dann einen 9 kW Einschraubheizkörper, welcher durch den AC•THOR 9s stufenlos geregelt werden kann. Dieser muss dreiphasig angeschlossen werden und erfordert eine andere Absicherung als ein gewöhnlicher Haushaltsstromkreis.

 

Kann ich meinen Photovoltaikheizstab nachrüsten?

Falls Sie eine Photovoltaikanlage am Dach haben, aber noch keinen PV-Heizstab für Ihre Warmwasseraufbereitung nutzen, dann sollten Sie diese Tatsache rasch überdenken. Das Nachrüsten eines Warmwasserspeichers mit einem Photovoltaikheizstab ist einfach und unkompliziert möglich: Einfach einschrauben und das Gerät mit der Signalquelle verbinden. Schon kann das Wasser im Speicher mit überschüssigem Solarstrom erwärmt werden.

Auch das Nachrüsten eines vorhandenen Standard-Heizstabes ist ähnlich einfach möglich. Unser AC•THOR bzw. AC•THOR 9s eignet sich dazu perfekt und macht aus einem ungeregelten Heizstab einen photovoltaiktauglichen Heizstab. Die gesamte Nachrüstung ist dann rein elektrisch, es erfolgt nicht einmal ein Eingriff in die Anlagenhydraulik. So sind auch die Gewerke klar getrennt.

 

Verkalkt mein Heizstab? Muss ich entkalken?

Natürlich kann es bei hartem Wasser zur Verkalkung jedes Heizstabes kommen, auch des PV-Heizstabes. Das passiert insbesondere dann, wenn die Solltemperaturen auf über 60 °C eingestellt werden. Diese Kalkablagerungen sind nichts Außergewöhnliches, aber etwas, auf das man Acht geben sollte, wenn man Leistung und Lebensdauer seines Photovoltaikheizstabes hochhalten möchte.

​​Kalk ist ein schlechter Wärmeleiter und mindert dadurch auch die Wärmeabgabe. Die Folgen sind

  • weniger Warmwasser
  • ein erhöhter Energieverbrauch
  • und höhere Kosten.

Daher ist es ratsam, den Wasserspeicher und den Heizstab regelmäßig zu entkalken. Wann und wie oft hängt vom Härtegrad des Wassers ab. Bei sehr hartem Wasser sollte einmal im Jahr eine Reinigung stattfinden. Bei eher weichem Wasser kann eine Reinigung alle drei Jahre ausreichend sein. Wir empfehlen jedenfalls eine jährliche Überprüfung des Systems, um sicherzugehen, dass keine Schäden durch Kalk entstehen.

 

Wie viel Wärme verliert ein Wasserspeicher innerhalb von 24 Stunden?

In Zeiten mit einem Überangebot von Energie heizt der Speicher auf, in Zeiten mit weniger Energie (etwa über Nacht) gibt dieser die Wärme wieder ab, schließlich hat Wärme immer den Drang, sich gleichmäßig auszubreiten. Das ist physikalisch nachvollziehbar, für viele Kunden aber ein unangenehmer Nebeneffekt. Daher ist die Frage, wie viel Wärme ein Wasserspeicher innerhalb von 24 Stunden verliert, durchaus berechtigt.

Ein Speicher kühlt je nach Dämmung und Oberfläche innerhalb eines Tages um ein bis fünf Grad ab. Deshalb ist es wichtig, den Speicher gegen Wärmeverluste zu schützen. Gängige Warmwasserspeicher haben passende Isolierungen bereits integriert. Diese erkennen Sie etwa an einem Zertifikat oder auch daran, dass die Außenfläche des Tanks bei Zimmertemperatur nicht oder unwesentlich wärmer ist, als die Raumtemperatur.Besonders viel Wärme geht bei den Anschlüssen des Wärmespeichers verloren. Ein einziger, nicht oder schlecht gedämmter Anschluss, verliert in etwa 0,1 Kilowattstunden Energie pro Tag. Diese, wenn auch kleinen, Wärmeverluste lassen sich zu einem großen Teil vermeiden. Fragen Sie dafür am besten den Installateur Ihres Vertrauens, wie sich Anschlüsse, aber auch der gesamte Wasserspeicher, besonders gut isolieren lassen. 

 

PV-Heizstab oder Wärmepumpe? Was ist sinnvoller für Warmwasser?

Eine ebenfalls oft gestellte Frage ist, ob nicht eine Wärmepumpe für die Aufbereitung von Warmwasser sinnvoller ist, als ein Heizstab mit Photovoltaik. Hier ein paar Überlegungen dazu:

Wärmepumpen machen aus einer Kilowattstunde (kWh) Strom etwa 3 kWh Wärme. Somit kommen 2 kWh an Umweltenergie hinzu. Dieses Verhältnis ist mehr oder weniger konstant und unveränderbar.
Bei Photovoltaikwärme ergibt sich der Anteil der Umweltenergie aus der Größe der PV-Anlage. Bei entsprechender Dimensionierung kann ein PV-Heizstab somit leicht ein besseres Verhältnis erzielen als eine Wärmepumpe. Zudem ist es in Zeiten mit zu wenig Solarertrag keineswegs zwingend notwendig, die Restwärmemenge durch Verwendung von teurem Netzstrom einzubringen. my-PV bietet zwar diese Option, aber praktisch kann jeder andere Wärmeerzeuger auch die Nachheizung übernehmen, wodurch die Wärmeerzeugung, je nach Art der Heizung, so gut wie komplett ohne Netzstrom erfolgen kann. Davon abgesehen ist ein Heizstab in der Anschaffung günstig und außerdem sehr wartungsarm. Die Technik ist zuverlässig und arbeitet über Jahre hinweg ohne Verluste.

Welche Lösung besser ist, hängt davon ab, was man als “besser” definiert. Geht es primär darum, Überschussstrom zur Warmwasserbereitung zu nutzen, ist die Wirtschaftlichkeit eines Heizstabes sehr hoch. Und schließlich kann ein stufenlos geregelter Heizstab den Photovoltaiküberschuss absolut präzise verwenden, egal ob es 100 oder 1000 Watt sind. Eine Wärmepumpe kann das nicht. Unsere Meinung ist daher sonnenklar und geht eindeutig in Richtung Heizstab mit Photovoltaik.

Wenn Sie darüber hinaus berechnen möchten, welche Einsparungen Sie mittels Photovoltaikstrom und den my-PV Produkten erreichen können, dann nutzen Sie den my-PV Power-Coach. Haben Sie weitere Fragen, dann freuen wir uns, diese in einem unserer nächsten Beiträge oder unserem FAQ  beantworten zu können. Schreiben Sie uns über Social Media oder direkt an: Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!

 

 

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