Wärme und Energie

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Guten Morgen ,

habe gerade Probleme bei dieser Übungsaufgabe

Wie soll ich denn da die Bilanz aufstellen?
Habe zu dieser Übung keine Lösung und bin verwirrt ?
Kennt sich jemand damit aus?
Aufgabe siehe Anhang

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Hallo,

das lässt sich pauschal so nicht beantworten. "Möglichst klimaneutral" bedeutet in der Praxis explodierende Kosten. Daher wird man einen Kompromiss aus CO2-Bilanz, Wirtschaftlichkeit und Aukartie finden müssen, der natürlich von vielen individuellen Faktoren abhängt. Als grobe Faustregel gilt aber: Dach möglichst mit pc-Modulen vollpacken und den Stromspeicher an den Jahresenergiverbrauch orientieren (wobei man zukünftige Stromfresser wie z.B. ein Elektroauto mitberücksichtigen sollte). Die Größe des Stromspeichers sollte pro 1000 kWh Jahresverbrauch bei etwa 1 bis 1.5 kWh liegen. Bei deinem Beispiel wären das also ganz grob etwa 10 kWh.

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Verstehe aber nicht so ganz was für eine Art von Bilanz die wollen ?
Was wollen die da genau was ich mit Excel darstellen soll? Big Laugh

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Du kannst natürlich schon eine Energie- und Kostenbilanz aufstellen und verschiedene Szenarien durchrechnen. Da gibt es aber bereits viele nützliche Tools im Netz, z.B.:

https://www.solarserver.de/pv-anlage-online-berechnen/

Du kannst übrigens ruhig schreiben, dass du eine pv-Anlage planst und ein paar Eckdaten ausrechnen möchtest. Du brauchst das nicht als "Übungsaufgabe" tarnen. ;-)

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Noch ne Frage ich habe es für zwei random Werte ausgerechnet ,auch für deine empfohlene 10kW.
In 4 und 5 ist ja auch von Finanzierungskosten und Gesamtinvestition die Rede.

Wie komme ich auf die Kosten ?
Die Seite rechnet das ja alles sehr schön aus Big Laugh

Wie würde man sowas sozusagen manuell ausrechnen ?
Ich möchte es auch ein wenig verstehen

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Was muss ich alles in der Gesamtinvestition berücksichtigen ?
Verstehst du das ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Hallo,

Die Bierdeckelrechnung ist nicht besonders schwierig.

Energiebilanz

Du hast eine Dachfläche von rund 60m², die solare Einstrahlungsleistung ist etwa 1kW pro m² und moderne Solarmodule haben einen Wirkungsgrad von rund 20%. D.h. deine pv-Anlage wird folgende Peakleistung haben:

P_peak = 60*1*0.2 kW = 12 kW

In unseren Breiten kann man pro kW-Peakleistung mit einer jährlichen Stromernte von 1000 kWh rechnen. Deine jährliche Stromernte ist also:

E_ernte = 12.000 kWh

Dein Stromverbrauch ist 4000 kWh, dazu kommen nochmal etwa 5000 kWh für deine geplante Wärmepumpe. Das ergibt insgesamt einen Energieverbrauch von:

Energieverbrauch = 9000 kWh

Mit dem empfohlenen Stromspeicher von 10 kWh kannst du rund die Hälfte des erzeugten Stroms selbst nutzen, der Rest wird ins Netz eingespeist:

Direktverbrauch = 6.000 kWh
Netzeinspeisung = 6.000 kWh
Netzbezug = Energieverbrauch - Direktverbrauch = 9.000 kWh - 6000 kWh = 3.000 kWh

(siehe https://pvspeicher.htw-berlin.de/unabhaengigkeitsrechner/)

Kostenbilanz

Zunächst zu den Anschaffungskosten:
Pro kWh-Peakleistung muss man mit Anschaffungskosten von rund 1000 Euro rechnen, dazu kommen rund 1000 Euro pro kWh für den Stromspeicher, das macht in deinen Fall also etwa:

Anschaffungskosten = 12.000 Euro + 10.000 Euro = 22.0000 Euro

Ab wann hat sich die Anlage amortisiert?
Ohne pv-Anlage musst du den benötigten Strom für 30 Cent pro kWh aus dem Netz beziehen. Mit pv-Anlage ist erstens der Netzbezug kleiner (siehe oben) und du bekommst zweitens den eingespeisten Strom mit 7 Cent pro kWh vergütet:

Jährliche Kosten ohne pv-Anlage = 9000*0.3 Euro = 2700 Euro
Jährliche Kosten mit pv Anlage = 3000*0.3 Euro - 6000*0.07 Euro = 480 Euro
Jährliche Ersparnis = 2700 Euro - 480 Euro = 2220 Euro

Die Anschaffungskosten haben sich also in rund 10 Jahren wieder eingespielt.

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Lustigerweise hast du das auch mit der Amortisationsdauer erklärt danke
Hätte ich in Teil 2 gebraucht .

Eine kleine Frage habe ich allerdings noch .
Wir haben ja die Berechnung mit PV Anlage gemacht . Wie kann man das mit der Wärmepumpe nur berechnen ?
Was beachte ich da ?
Welche Werte vom Anhang spielen da eine Rolle?
Weisst du wie man das hätte in Excel machen können ?
Gibt es da einen speziellen Weg?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Die kurze Antwort ist: Ohne PV-Anlage macht eine Wärmepumpe in einem Altbau ohne Möglichkeit einer Wärmesanierung weder wirtschaftlich noch ökologisch Sinn. Die Wärmeverluste sind einfach zu hoch.

Wie man Excel benutz, um Formeln zu erstellen, erfährst du hier:

https://www.youtube.com/watch?v=1asUudlWuGg

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Ja aber Nils in der Aufgabe ist ja auch gefragt mit Wärmepumpe zu berechnen .

Was müsste man dafür betrachten ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Das einzige was noch fehlt, sind die Energiekosten für die Wärmepumpe.

Ermittele dazu zunächst den Energieverbrauch fürs Heizen, indem du den Ölverbrauch mit dem Brennwert von Öl multiplizierst. Die gleiche Energie muss die Wärmepumpe liefern. Laut Aufgabenstellung ist der JAZ = 3. Der benötigte Strom für die Wärmepumpe ist also:

Elektrische Energie = Heizenergie/3

Damit solltest du Kostenbilanz aufstellen können.

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Das ist dann die Energie Big Laugh

Hast du auch tipps den Gewinn und die Abschreibung zu bestimmen ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

2800/3 teilen?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Nein, und bitte nicht raten.... wo genau ist denn das Problem? Ich hab doch oben beschrieben wie es berechnet wird. Hier nochmal der betreffende Abschnitt:

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Kann sein das ich was falsch verstehe

Ölverbrauch = 2800 ?

Brennwert = 3

Meintest du diese beiden Zahlen zu multiplizieren ?
Das verwirrt mich ,da ja du geschrieben hast :

Heizenergie / 3

Vielleicht verstehst du was mich verwirrt Big Laugh

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Der Brennwert von Heizöl ist nicht angegeben, den musst du googeln.

Die jährliche Heizenergiemenge ist dann:

Heizenergie = Ölverbrauch * Brennwert

Dieses JAZ ist die Jahresarbeitszahl und beschreibt den Wirkungsgrad im praktischen Gebrauch:

JAZ := Heizenergie / el. Energie

Oder nach der el. Energie aufgelöst:

el. Energie = Heizenergie / JAZ

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Nils ich glaube wir haben ein Fehler gemacht smile

Es war eine Random Rechnung gegeben Big Laugh

Wie soll ich bei dieser Monster Rechnung die Bilanz aufstellen ?

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Hier noch ein weiter Anhang
Weisst du wie ich die Bilanz aufstellen soll?
Es sind so viele Werte dabei ?

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Sieht aus wie der Kostenvoranschlag für die Demontage der Ölheizung und den Einbau der Wärmepumpe. Das spielt hier aber keine Rolle, da - ich zitiere die Aufgabenstellung - die Energieversorgung "möglichst klimaneutral" sein soll. Das heißt die Ölheizung fliegt sowieso raus.

Aber jetzt sag mal, wo stammt denn diese "Übungsaufgabe" her, wo man einen vierseitigen Kostenvoranschlag studieren muss..... das ist doch alles sehr merkwürdig. grübelnd

Ich denke, ich bin hier raus.

Viele Grüße,
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Wärmelehre mit Klima Physik bei uns Big Laugh

Ist für mich auch komplettes Neuland

Meinst du das diese Rechnung bei der Aufgabe dann keine Rolle spielt?
Bin auch verwirrt

Müsste das bei der Bilanz Stellung nicht eine Rolle spielen ?
Heizenergie = Ölverbrauch * Brennwert

= 2800*42,5MJ/kg = 119000 MJ/kg /3 = 39666,66

Nils Hoppenstedt · Anmeldungsdatum: 08.01.2020 Beiträge: 2016

Ich denke, hier sollen einfach nur die Kosten der Sanierung aufgelistet und eine mögliche Finanzierung durchgespielt werden. Die Kosten für die Demontage der alten Ölheizung und der Einbau der Wärmepumpe ist da einfach nur ein Punkt unter vielen. Für die Entscheidung, ob sich eine zusätzliche pv-Anlage lohnt oder nicht, spielt dieser Punkt aber keine Rolle, weil man diese Kosten ja in jedem Fall hat.

Das Ganze Thema hat mit Physik und speziell Wärmelehre nur am Rande was zu tun, hier geht es eher um Projektmanagement. Die Betrachtung der Klimabilanz fehlt übrigens komplett, was erstaunt, wenn man bedenkt, dass es darum geht, dass die Sanierung "möglichst klimaneutral" sein soll.

Zu den Heizkosten: da der Ölverbrauch in Liter angegeben ist, macht es Sinn den Brennwert in der Einheit kWh/l zu verwenden. Google liefert als Brennwert 9,8 kWh/l. Die benötigte Heizenergie pro Jahr ist damit:

Heizenergie = 2800l * 9,8 kWh/l = 27.440 kWh

Die benötigte Strommenge für die Wärmepumpe wäre dann dieser Wert geteilt durch 3.

Nun habe ich aber wirklich genug beigetragen und bin definitiv raus. Falls du weitere Fragen hast, empfehle ich einen neuen Thread aufzumachen.

Over and out
Nils

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Weiss jemand anderer ob man den Kostenvoranschlag berücksichtigen muss ?

Angeblich muss er berücksichtigt werden

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Gehe nochmal diese Aufgabe zum lernen nochmal durch und in der Aufgabe war ja auch gefragt die Energie des alten Systems zu berechnen ?

Welchen Preis nutze ich für die Energie mit Öl ?

Vorher war ja eine Öl Heiung drin?

4000kWh*22ct ( heizstrom ) ?

Iron26 · Anmeldungsdatum: 22.11.2021 Beiträge: 70

Wären die Stromkosten dann 27440kWH*0,3 =8232 Cent ?