ganz umsonst:

Sonnenenergie!
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Baujahr: 2006
Beginn: Q3/2006
Dauer: ca. 3 Monate

Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung mit kostenloser, krisensicherer Sonnenwärme!
Heizöl einsparen - immerhin 500 Liter pro Jahr, Tendenz steigend.
Endlich anfangen selbst etwas zu tun gegen fossilen CO2-Ausstoß & den Klimawandel, Ölkriege, Bushismus...

Aber geht das nicht nur in gut gedämmten, neuen Häusern? Mit Fußbodenheizung? So heisst es doch immer...

...nun, erstens: was bedeutet "gut gedämmt"? Sind 40-50 cm Feldbrandziegelwand bauphysikalisch etwa ungünstig?
Oder ein nach allen Regeln der Kunst aufgedoppeltes und komplett nach WSK35 gedämmtes Altbau-Dachgeschoss?
Vom Grundriss her ist der Kasten hier eher günstig: quadratisch bzw. kubisch, nach Norden geschlossen, kleine Fensterflächen.
Eine Seite angebaut (aber leider - die südliche), Dachflächen nach Ost-Nordost und West-Südwest, Neigung 36°.

Um es vorweg zu nehmen: selbst ohne super Dämmung und Fußbodenheizung funktioniert da die Heizungsunterstützung in der Übergangszeit. Der Auslegungsansatz dafür ist höchst einfach: so viel Kollektor wie möglich, und höchstmöglicher Wirkungsgrad des Kollektors.

Wäre doch gelacht wenn das nicht ginge... gesagt, getan: Das war der Plan. Und - eine schöne neue Baustelle:



Sieht hier noch ganz friedlich aus? Stimmt. Noch.

Der Kamin im Bild vorne hat zwei Ausgänge: das Edelstahlrohr kommt von der fossil-öligen Zentralheizung, am anderen hängt seit Weihnachten 2006 ein gemütlicher Kaminofen (Scheitholz-Brenner :-).

Rechts, die hier von der Abendsonne beschienene Westsüdwestseite - da ist (inzwischen) der Kollektor drauf.

Der Plan


Ein sog. Solarspeicher mit 300 Liter Fassungsvermögen - also ein schaumisoliertes Brauchwassergefäß mit einem zweiten, unteren Wärmetauscher für eine Solaranlage - steht schon seit 1997 im Keller, allerdings vorher nur an der Ölzentralheizung gleichen Baujahres angeschlossen. Auch zwei voll isolierte Steigleitungen DN18 stecken im zentralen Installationskanal - zu denen konnten damals die Installateure kurzfristig noch überredet werden.

Beides hat sich im Laufe des Projekts systematisch mit Leben gefüllt...

Die Vorbereitung


Zunächst müssen hie und da jede Menge Pfannen heraus, und Hilfslatten (Kantholz 4x6) angespaxt werden.
Die Schrauben sollten deutlich durch die Konterlattung in die Sparren reichen, sonst hält das ganze nicht.
120er kamen mit der Spitze auf der Unterseite der Sparren nicht heraus - OK. 140er waren ganz leicht zu sehen - zu lang.



Nicht nur für die Dachhaken zum Anhängen des Kollektors, sondern auch - sicher ist sicher - für den Dachlaufsteg, für den die Wahl auf die elegante anreihbare Aluminium-Guss-Variante der Firma Heuel fiel:



Das ist eine ziemlich praktische Sache, denn bei 36° Dachneigung geht sonst jedes versehentlich los gelassene Werkzeug, jede dumm herunter gefallene Mutter und Unterlegscheibe gnadenlos der Schwerkraft nach.

Lästig - und gefährlich! Daher alles in Kartons, angeseilt, festgesteckt... und immer zwei mal nachgedacht.
Natürlich geht der Papa nur mit korrekt angeseiltem Sturzgeschirr auf´s Dach - das ist er den Kindern schuldig.

Dann wird es ernst: sechs schwere Edelstahl-Dachhaken für die Kollektormontage müssen angebracht werden,



und die Eindeckung wieder drunter und drauf... leichter gesagt als getan; denn für die Haken müssen Aussparungen in die Pfannen ober- und unterhalb der Haken.



Kleinigkeit - wenn auch sehr staubig. So sieht das dann ungefähr aus:



Nach jeder "Sitzung" schön alles wieder zu gemacht, man weiss ja nie (es könnte regnen).
Nur die Haken schauen hervor, äußerlich hat sich bis jetzt noch kaum was verändert.



Der Vakuumröhrenkollektor


Auf die Haken - mit Langlöchern - kommen nach eigenem CAD Plan gelaserte Montageplatten, mit reichlich Distanzmuffen und Unterlegscheiben. Die sorgen für den Ausgleich von Unebenheiten.
Davon hat so ein hundert Jahre alter Dachstuhl nämlich ordentlich was zu bieten... aber schließlich ist alles am Schnürchen:



Auf das äußere Lochbild der Montageplatten schließlich passen - mehr oder weniger gut - die Sammler der äußerst preiswerten chinesischen Sonnenkollektoren.

Die lieferte als Bausatz die äußerst rührige FIrma WIMEX Solartechnik in Altenstadt, auf die als Lieferant - nach langer Recherche und vielen Vergleichsangeboten - die Wahl gefallen war.
Der Geschäftsführer, Herr Weitzel, kam höchstpersönlich mit dem Kleinbus vorgefahren und lud die Ware ab, um uns anschließend haarklein den Aufbau und die Inbetriebnahme der Anlage zu erläutern.

Nun sind wir - meine Lebensgefährtin und ich - beide studierte Maschinenbau- und Wärmetechnik-Ingenieure. Das Wahlfach Solarenergietechnik haben wir ebenfalls beide gehört...
Wir erinnern uns: die sog. erste Ölkrise. Nun hatten wir uns zur anstehenden System- und Lieferantenwahl wieder tief in das Thema eingearbeitet... Herr Weitzel hat sich nicht nehmen lassen, ausführlich, geduldig und kompetent auf unsere Fragen einzugehen.

Ich muss schon sagen, dass mich das schwer beeindruckt hat.

Es hebt sich wohltuend von anderen Anbietern ab - wo Inkompetenz oft mit Hochglanzbroschüren bedeckt wird. Angesichts wärmetechnischer Problemstellungen, die ja unanschaulich sind, wird sonst ziemlich viel Unfug erzählt.

Dazu der sehr gute Preis und die hochwertigen Komponenten... naja, die chinesischen Bestandteile sind eben chinesisch. Aber Pumpenbaugruppe, Regler, Ausdehnungsgefäß - alles Qualitätskomponenten von ersten Adressen. Nicht dass da Missverständnisse aufkommen: nicht jedes Markenprodukt ist No-Name-Ware überlegen. Gerade bei Solaranlagen kauft man von einigen großen, deutschen Markenfirmen hinterrücks doch Chinaware.
Das liegt daran, dass diese Anbieter die Solaranlagen-Marktnische erst jahrelang ignoriert haben um dann später mit billiger chinesischer Massenware - umgelabelt - doch noch auf´s Trittbrett zu springen.

An den Vakuumröhren kann man kaum etwas falsch machen, das sind industriell gefertigte Massenprodukte...





Glasschmelze unter Vakuum - das war mal ausgerechnet hier in der Gegend eine weltweit führende Branche.
Erst Verstärkerröhren, später Bildröhren - große Produktionsstätten in Aachen und Eindhoven.
Davon ist heute fast nichts mehr übrig, nur noch die Xenonlampen-Produktion (Philips) für Autoscheinwerfer.

Verstärkerröhren - nach den alten Rezepten hergestellt - kommen heute aus Tschechien, Russland oder - China.

Für ein Paar original EL34 (6CA7) Röhren, hergestellt von Philips in Eindhoven oder Blackburn für Amperex (Produktcode xf2 - die mit dem geschweissten, nicht dem genieteten Innenleben, außerdem mit dem Double Getter und dem äußerst seltenen Metallsockel) zahlte ein HiFi Liebhaber kürzlich bei eBay satte 800$.

Ja, ja - die legendären Mullard EL34/xf2 ... mit dem braunen Bakelitsockel und dem Loch... wohl dem, der noch einen Vorrat im Keller hat ... ;-) ... so gut hat nie wieder eine Röhre geklungen.



Den Unterschied zu russischen oder chinesischen Nachbauten hört man ganz deutlich. Leider.
Nein, ich habe die Erfindung des Transistors keineswegs verschlafen - aber ich bin Musikliebhaber.
Und Purist, was Technik angeht. No Nonsense!
Röhrenverstärker - jedenfalls gute - klingen atemberaubend. Siehe auch meine Radford-Seite . Erst neuerdings gelingt es den Transistor-Endstufen, mit Hilfe von Digitaltechnik und PWM klanglich aufzuholen. Auch dazu gibt es auf diesen Seiten ein Bastelprojekt - den Class-T Amp mit Tripath TA-2020 IC

Aber genug abgeschweift - von der edlen Kunst der Elektronik-Vakuum-Glasbläserei nun zurück zur Solaranlage.

Die Mechanik: das haben die Chinesen zwar alles ganz nett und durchweg aus Edelstahl gemacht, aber bei einigen Details hätte ich doch noch etwas mehr Sorgfalt erwartet.
Die Abdichtung der Sammler gegen Regenwasser - bei einer Dämmung mit Mineralwolle durchaus kritisch, könnte besser sein. Das sah mir nach einem im Kleinbetrieb handgefertigten Apparat aus... Silikonpaste.
Besser als Mineralwolle wäre eine wetterbeständige / nicht saugfähige Isolation aus Formschaumkörpern gewesen.

Die gibt es an den hochwertigen (und -preisigen) Europäischen Produkten natürlich... wenn es mich eines Tages reitet dann konstruiere ich mir meine Sammler mal selbst. Keine Kompromisse!
Dabei könnte ich nebenbei die anderen Schwachstellen gleich mit beseitigen: die Wärmeübergänge!
Davon haben (nicht nur) die chinesischen Heat-Pipe Kollektoren nämlich gleich zwei:

Erstens: den Wärmeübergang von der Glasröhre an das Wärmeleitblech zur Heat-Pipe.
Die innen geschwärzte Glasröhre ist nur optimal für die drucklose Direktbefüllung mit Brauchwasser, wie in China millionenfach üblich - da stehen Duschwassertanks mit diesen Röhren auf jedem Dach.
Für den Übergang der Sonnenstrahlung an das Wärme leitende Metall im Inneren der Doppel-Röhre (also in Luft) wäre es vorteilhaft, wenn die selektive Beschichtung auf dem Metall angebracht wäre.
Ein Schwärzen der Glasröhre von innen ist entbehrlich - nur die Doppelröhre wird zur Isolation gebraucht.

Zweite Schwachstelle: der Wärmeübergang vom heißen Ende der Heat-Pipe an den Sammler.
Ein bloßes Hineinstecken in im Sammler eingelötete Querrohre mit Wärmeleitpaste bei Spielpassung, das stellt einen nicht unerheblichen Wärmeübergangswiderstand dar.
Hier müsste eine zu öffnende Halbschalenkonstruktion hin mit einem mechanischen Andruck (Klemmung), damit der Spalt - mit Paste - minimal wird. Diese Paste leitet nämlich die Wärme schlicht hundert mal schlechter als Kupfer.

Jeder Wärmedurchgangswiderstand bedeutet aber eine Temperaturdifferenz, die der nutzbaren verloren geht.

Aber nun erst mal genug der Theorie und zurück zur Praxis:

Das folgende Verschrauben der Einzelteile oben auf dem Dach ist ganz praktisch für den Heimwerker, der natürlich keinen Kran mieten möchte, um komplette Anlagen hinauf zu hieven.
Die Fummelei mit der Befestigung aber hält aber doch ziemlich auf.

Gut verständlich, dass Handwerker da lieber anders vorgehen - mit LKW und Kran, alles vormontiert.
Dann erst hin zum Kunden und da steht so eine Anlage schon mal in zwei, drei Tagen.

Denn es kommen ja auch noch - nicht unwesentlich - die Innereien... doch dazu später.

Der Solaranlagen-Selbermacher aber braucht, immer nur nach Feierabend und nur bei schönem Wetter, für so ein Projekt mitunter Wochen lang (sechs Wochenenden, um genau zu sein).

Aber eins nach dem anderen. Erstmal kommen also die Sammler drauf... erst einer,



dann zwei...



... fünf sollen es insgesamt werden.



Hinter den Röhren werden Reflektoren aus poliertem Edelstahlblech angebracht.



Das wird wohl so gut wie nichts bringen, denn der Abstand der Röhren ist so eng, dass die Sonne kaum direkt auf den Reflektor trifft.
Gleichwohl scheint es "der Markt" zu fordern... andere Anbieter haben hochtrabende Namen für diese Blechlein erdacht, z. B. "Parabolic Compound Concentrator".
Als ob nicht klar wäre, dass die Dinger nach wenigen Regenschauern stumpf und blind sind.
Aber weil die Förderung der Sonnenenergie durch die Bundesregierung nach der Bruttofläche berechnet wird, und Vakuumröhren die teure Oberklasse der Solarthermie darstellen - sind die manche Anbieter auf die Idee verfallen, diese Fläche hauptsächlich mit billigem Reflektorblech zu belegen.
Guter Trick!

Im Extremfall würde also eine einzige Vakuumröhre vor einem trickreich angeordneten Fresnel-Spiegel genügen, haha.
Bei den hier eingesetzten chinesischen Absorbern sind die Röhren so dicht nebeneinander angeordnet, dass sie sich im Winter gerade nicht gegenseitig verschatten. Aus dieser Perspektive (Wintersonne) gut zu erkennen...



Die Verrohrung


Natürlich tauchen Schwierigkeiten auf... die Sammler haben eingebaute Fühlerhülsen nur auf der "Südseite", die Verrohrung zum Keller ist hier im Haus aber an der Nordwand in einem ehemaligen Kamin der Giebelwand.
Auf den Rücken legen kann man die Sammler nicht, denn deren Gehäuse ist unterseitig überlappt und genietet.
Das mag man natürlich nicht nach oben dem Regen aussetzen.

Also muss am nördlichen Anschluss eine Fühlerhülse für den Sammler so eingebaut werden, dass der Fühler "Kollektortemperatur" möglichst im Hauptstom der Wärmeträgerflüssigkeit sitzt. Z. B. in dieser Art...



Nicht zu vernachlässigen sind auch die "unsichtbaren" Anlagenbestandteile - das Rohrgeschlinge im Keller, das zusammen mit Kalt- und Warmwasserleitungen sowie solchen zur Heizung und der separaten Leitung für die Klospülungen (Regenwassernutzung - ein weiteres, in Planung befindliches Projekt) halb in der Decke, halb in der Wand hinter der Falleitung der Badezimmer verborgen ist...



Knifflig auch die Verrohrung unter´m Dach - z. B. wegen der Enge im Giebel - wo die beiden automatischen Entlüfter sitzen.



und wegen der Brandgefahr - der Speicherboden ist - neben dem Staub (Kohlenstaub aus der früher unmittelbar benachbarten Zeche!) eines Jahrhunderts mit Stroh gestopft. Trotzdem - dank nasser Handtücher - gelingen auch dort dichte Hartlötverbindungen.



Wo immer das möglich war wurden die Verrohrungsteile natürlich "offline" gelötet und abgedrückt. Mit Leitungsdruck am Gartenschlauch ist es leicht, Undichtigkeiten aufzuspüren (und zu beheben). Im eingebauten Zustand ist das kaum noch möglich bzw. völlig aussichtslos...



Systemkomponenten


Im Keller steht ein 500 Liter Heizungspufferspeicher - war gar nicht einfach den da hinein zu kriegen, (im Vordergrund der 300 Liter Brauchwasserspeicher), hier noch ohne Verrohrung zur Heizung. Hinten stehend das 80 Liter Ausdehnungsgefäß für den Heizungspufferspeicher.



weitere 500 Liter Puffertanks können parallel dazu oder in Reihe zum Führungsspeicher geschaltet werden. Später, wenn wieder etwas Geld da ist.

Größere Tanks sind sicher vorteilhaft, aber die Gewölbehöhe des Heizungskellers im Altbau Bj. 1905, (eine ehemalige Zisterne) ließ das überhaupt nicht zu. Man kann erkennen wie knapp der Tank unter die Stahlprofile der preußischen Kappendecke passt, die Entlüftung an der Leitung zum Ausgleichsgefäß konnte nur mit einem speziellen, seitlich angebrachten Entlüfterschwimmer realisiert werden. Die nach und nach entstandene Bastelwerkstatt im benachbarten Ökeller gibt einen kleinen Einblick in die Komplexität des Projektes.



Die Solarpumpe mit 50 Liter Ausdehnungsgefäß und einem weiteren - hier noch nicht isolierten - Teil der Verrohrung:



Die Steuerung


Rechts im Hintergrund der Regler und die Elektrik - natürlich mit Netzwerkanschluss!



Das kleine Kistchen links unten wird mit einem kurzen Patchkabel ans 100MBit Hausnetz angeschlossen. Die dicke schwarze Leitung zum Regler ist ein aufgerolltes 40-poliges Flachbandkabel. Damit (bzw. einigen Adern darauf) werden dem Kästchen die analogen Messdaten vom Regler zugeführt, z. B. alle Temperaturen und Relaisausgänge.
Über TCP/IP werden diese Werte abgefragt und vom Hausserver regelmäßig in eine ASCII-Datei protokolliert. Diese dient als Basis für eine Auswertung, erstmal kann an der Tabelle abgelesen werden, wie sich die Anlage verhält.

Endmontage und Inbetriebnahme


Aber zurück auf´s Dach... die Montage der Vakuumröhren kommt zügig voran, nur das einzeln Herausheben der Röhren aus dem Dachliegefenster ist etwas heikel. Aber den kompletten Karton da hoch bekommen zu wollen erschien einfach zu riskant. Nach dem ersten Karton wurde die Sache leichter, immer ein leerer Karton oben - und die Röhren einzeln umgeladen (hierzu bedurfte es der helfenden Hand der Lebensgefährtin zum Anreichen... danke, Schatz!)



Schließlich liegen da alle 100 Röhren auf. Drei kamen ohne Vakuum, erkenntlich an der fehlenden Spiegelkalotte.
Von denen ist bei der Montage nur eine einzige ist - kaum sichtbar - angebrochen. Die wird irgendwann mal ersetzt.




Das ist nun schon recht eindrucksvoll.

Erträge & Erfahrungen


Während der Montage am Nachmittag des 29. November 2006 liefert die Anlage bereits 2 kWh. Am nächsten Tag - 30. November, ab morgen Adventskalender! - erscheint die Sonne pünktlich zur Probe. Herrlich wolkenloser Himmel (nur die üblichen vermaledeiten Flugzeug-Kondensstreifen), Die Außentemperatur beträgt 3,8°C, also kalt - die Kondensstreifen verschwinden kurzfristig. Optimale Bedingungen! Dem Datum entstprechend steht die Sonne tief, nur zwischen 12:00 und 15:00 liegt Leistung an. Der Regler vermeldet abends einen vereinnahmten Ertrag von 8 kWh, die Kollektortemperatur steigt auf 55°C.

Aussagekräftiger ist natürlich der Temperaturwert im Brauchwassertank - damit lässt sich der Ertrag nachrechnen. Der 300 Liter Brauchwasserspeicher wurde im Laufe dieses 30. November von 27°C auf 49°C erwärmt. Das entspricht einer Wärmemenge von 27,65 MJ oder 7,68 kWh - so ganz unrecht hatte also der Regler mit seiner Behauptung mal nicht. Jedenfalls war es durchaus angemessen, ein Verbrühschutzventil in die Warmwasserleitung einzusetzen. Die Annahme, dass in der Übergangszeit - wenn mehr Sonneneinstrahlung ansteht - genug Wärme herein kommt, um den Brauchwassertank _und_ einen Heizungspuffer zu beladen, erscheint gerechtfertigt.

Da der Dezember 2006 ausgerechnet der dunkelste Monat war ist der Ertrag bescheiden: nur 65 kWh.
Es gab da insgesamt vier schöne Sonnentage und zehn mit teilweisem Sonnenschein ("heiter bis bewölkt").
Es ist Interessant zu beobachten, dass sich auch ohne Sonne, bei nicht allzu dichter Bewölkung sofort nutzbare Temperaturen von über 40°C im Sammler des Kollektors einstellen. Das reicht schon, um das Badewasser körperwarm zu bekommen. Wenn z. B. morgens mehrere Duschbäder "entnommen" wurden, so dass der Speicher auf unter 20°C abgesunken ist, kommt Wärme sogar bei durchgehender Wolkendecke herein.

Einige Badewannen voll sind es also schon auf Anhieb gewesen, die die Anlage erwärmt hat, selbst im dunklen Dezember.

Interessant ist, dass das Einspeichern von Solarwärme von niedriger Temperatur in den Brauchwassertank selbst dann funktioniert, wenn im oberen Teil noch verwertbar hohe Temperaturen anstehen: das unten nachgeströmte 12-14° kalte Frischwasser wird vom Solarkreislauf auch dann schon erwärmt, wenn das Wetter draußen es kaum erwarten lässt. Natürlich nicht auf die erforderliche Temperatur von 40°, aber immerhin auf 27°. Offenbar funktioniert die Physik und das Wasser schichtet sich im Speicher sehr schön nach der Temperatur.

Seit März 2007 (s. u.) läuft auch der erste 500 Liter Heizungspuffertank mit (Vorrang hat das Brauchwasser).



Der Inhalt der obigen Tabelle hier noch einmal für die Damen und Herren Visualeidetiker:



Der Vergleich mit der im Winter verheizten fossilen Energiemenge zeigt, dass mit dem 12m² VR-Absorber in einem Ausnahmemonat (wie April 2007) nur ungefähr ein Drittel der Energie herein kommt, die in einem kalten Wintermonat (wie Januar 2009) benötigt wird.
Oder, im Umkehrschluss: mit einem mindestens 36m² großen Absorber oder bei einem auf ein Drittel reduzierten Wärmebedarf ließe sich dieser decken, wenn - das entscheidende 'wenn' - eine komfortable und sichere Möglicheit bestünde, diese Wärme 8 Monate lang zu speichern.

Genau hier klafft spätestens seit der "ersten Energiekrise" 1973 noch immer eine riesige und sehr schmerzafte Erfindungslücke!
Wo bleiben die Latentwärmespeicher ???

Andererseits ist auch ersichtlich, dass eine Senkung des Heizwärmebedarfs auf ein modernes Niveau extrem wichtig ist.
Das hier zugrunde liegende Gebäude besteht aus Feldbrandziegelmauerwerk von 1905 (45-55 cm), ist bis auf das modernisierte Dach völlig ungedämmt und z. T. noch einfach verglast (diese Fenster werden im Winter mit Hostaphanfolie luftdicht aufgedoppelt).

Es bestünde das Potential, mit moderner Isolierverglasung und sorgfältiger Außendämmung der Nord- und Ostseite den Wärmebedarf zu halbieren. Die Südseite ist angebaut ans Nachbarhaus, die Westseite ist die historische Stuckfassade, die das Vorsetzen einer Dämmschale verbietet.

Für die Brauchwasserbereitung ist so eine Solaranlage hingegen absolut bewährte und leistungsfähige Technik:
Am 8. Februar 2008 erwärmt die Sonne erstmals im Jahr auch den Heizungspuffer auf 41°C. Schön!
Am 9. Februar ist die Kollektortemperatur von 3° C am Morgen bereits um 11:00 auf 52° C gestiegen.
Da ist die Sonne gerade erst über die Dachkante geklettert (Ausrichtung WSW, Neigung 36°, Position 51°N/6°W).

Ein kleiner Haken an der Grafik ist, dass nicht wirklich alles, was der Solarregler als "Ertrag" verbucht, andernfalls von der Zentralheizung fossil bereitgestellt würde. Vor allem im Sommer wird der Heizungspuffer erwärmt, ohne dass diese Wärme zur Beheizung des Gebäudes abgegriffen würde. Der Puffer dient dabei u. U. vielmehr zum Auffangen der überschüssigen Einstrahlung, die ansonsten die Anlage in die Stagnation fahren würde. Die Einschränkung ("u. U.") der Einschränkung ist nicht unwichtig: das Jahr 2007 mit seinen wettermäßig "durchwachsenen" Sommermonaten hat diesen Effekt kaum auftreten lassen, es sind vielleicht 250-500 kWh, hauptsächlich in April und Mai im Heizungskeller "verloren" gegangen.

Zwar zeigt das Diagramm sehr schön, welche Monate besonders viel Sonne hatten (April 2007, der hatte nur sonnige Tage, oder März 2011), aber es steckt z. T. auch das Verbrauchsverhalten dahinter: wird das Warmwasser täglich "weggeduscht", dann liefert die Anlage - Sonne vorrausgesetzt - mehr Ertrag, wegen der erheblich größeren Temperaturdifferenz zwischen Sammler und Speicher.
Zwei Wochen Familienurlaub im Juli/August wirken sich womöglich deutlich aus: 2009 war ein heißer Sommer (Peak im August), 2008 war die Familie nicht im Urlaub.

Zu der "Geld werten" Heizöleinsparung: bei Anschaffungskosten von ca. 5000 Euro für die gesamte Anlage - die Eigenleistung nicht mitgerechnet - kann bei den derzeitigen Heizölpreisen von einer Amortisation in etwa 15 bis 20 Jahren ausgegangen werden. Ginge es nach den Regeln von Angebot und Nachfrage (also dem, was man in der Schule als "Marktwirtschaft" kennen lernt), dann hätte der Ölpreis schon seit langer Zeit viel höher sein müssen.

Dass er´s nicht ist hat rein politische Ursachen... im Irak befinden sich noch große, bisher völlig unerschlossene Ölreserven von feinster Qualität bei sehr geringen Erschließungskosten; es gibt Stimmen, die behaupten, dass die USA den Irak aus diesem Grunde sehr lange besetzt halten wollen - erstens um zu verhindern dass diese Reserven die Preise weiter verderben und zweitens um sich selbst bzw. den Ölkonzernen aus dem eigenen Lande den Zugriff darauf für später vorzubehalten.

Wie auch immer - der "Markt"-Preis für fossile Energie entspricht in keiner Weise ihrem tatsächlichen Wert - von den damit angerichteten Schäden am Planeten ganz zu schweigen. Diesen Schaden tragen immer Natur und Umwelt und arme Menschen in "Drittweltländern". In der "Shareholder Value"-Profitrechnung der Energiekonzerne taucht er jedenfalls nicht auf.

Steigt der Ölpreis - was für den Verbraucher unangenehm, politisch aber in vielerlei Hinsicht segensreich wäre - dann verkürzt sich die Amortisationszeit einer preiswerten Solaranlage entsprechend.
Ich nehme an, dass es sich real um weniger als 10 Jahre handeln wird.


Da man Wärme nicht fühlt (sondern nur die Temperatur, technisch gesprochen) kann ein gemütlich warmes Zimmer bekanntlich auf zwei Arten erzielt werden: durch mächtiges Heizen oder durch gutes Isolieren.
Nur letzteres ist energietechnisch richtig, auch wenn das Heizmaterial so billig ist wie schon lange nicht mehr (Herbst 2008).

Heizungspuffer


Am 5. Februar hat die Anlage zum ersten mal genug Duschwasser zubereitet und auf den Heizungspuffer umgeschaltet ...
in dem sich noch gar kein Wasser befand (weil noch nicht angeschlossen). Bloß heiße Luft erzeugt ...
Dann kamen einige Wochen mit beruflichem Streß und schlechtem Wetter, aber schließlich, Anfang März, ging´s weiter.

Erstmal wurde der Pufferspeicher ringsum zugeschraubt bzw. mit Anschlüssen versehen und zu 3/4 mit Wasser befüllt.
Gerade rechtzeitig! Während die erste schöne Märzsonne dieses provisorische Pufferwasser auf 40°C erwärmt,
wurde die Heizung stillgelegt, aufgetrennt und entleert, und mit dem gleichen Durchmesser (35) wie im Hauptstrang der Heizung
der erste 500 Liter Pufferspeicher in den Heizungs-Rücklauf eingeschleift.

Das Umschalten auf den Puffer im Rücklauf bzw. den Bypass geschieht zunächst von Hand,
dazu dienen zwei bei eBay preisgünstig ergatterte Muffenkugelhähne mit 1 1/2" Anschlussgewinde.
Noch mehr kunstvolles Rohrgekröse im Technikraum ... (Firma Laokoon & Söhne, Heizungs-Installation).



Der übliche elektromechanische Umschalter - wie er auch im Solarkreis eingebaut ist - erschien nämlich völlig unterdimensioniert!



Es herrschen zwar im Hauptstrang der Heizung nicht die Volumenströme, die riesige Querschnitte zwingend machen, aber der sehr wichtige sog. hydraulische Abgleich verbietet es, hier nennenswerte Hindernisse (Drosseln) einzubauen.

Hydraulischer Abgleich


Was ist ein hydraulischer Abgleich?
Nun, volkstümlich gesprochen eine ziemliche Fummelei an den ganzen Heizkörpern im Hause.
Dazu ein paar Grundweisheiten aus der Strömungs- und Wärmelehre.

Um einen guten Wirkungsgrad zu erzielen ist eine möglichst große Temperaturdifferenz zwischen Vor- und Rücklauf wichtig, und zwar bei einer möglichst niedrigen Vorlauftemperatur (denn je heißer desto Energieverbrauch).
Der Fachmann nennt das die Temperatur-Spreizung.

Also soll das Heizungswasser, so bald es die Radiatoren (Heizkörper) erreicht hat, seine Wärme vollständig an den Raum abgeben und erst dann, reichlich abgekühlt, zurück zur Heizung fließen.
Ein guter Heizkörper ist also im Betrieb oben fühlbar warm (nicht heiß), und unten ... kalt.
Da sich aber nun das Heizwasser im verzweigten Netz der Heizungsrohre gerne den Weg des geringsten Widerstandes sucht, kann es passieren, dass es a) Heizkörper (in der Nähe des Hauptranges / an kurzem Weg) gibt, die bevorzugt bedient werden und b) solche, die eher zu kurz kommen, weil sie weit entfernt liegen.

Heizungsanlage ohne hydraulischen Abgleich
Heizungsanlage ohne hydraulischen Abgleich
Heizkörper sind unterschiedlich gut durchströmt und daher verschieden warm, z. B. abhängig von der Entfernung zum Wärmeerzeuger oder von Leitungsquerschnitten Heizungsanlage mit hydraulischem Abgleich
Heizungsanlage mit hydraulischem Abgleich
Heizkörper sind - bei gleicher Ventilstellung - alle gleich gut durchströmt und daher gleichmäßig warm

Der hydraulische Abgleich beginnt also eigentlich schon bei der Panung und Ausführung der Heizungsanlage:

das Rohrnetz muss insgesamt so aufgebaut sein, dass die gewählten Rohrlängen und -Querschnitte
auf gleiche Druckverluste in den einzelnen Stränge hinaus laufen (Druckverlust entsteht durch Rohrreibung).
Dazu ist entweder entweder etwas höhere Theorie - hallo Herr Prandtl! - erforderlich (im Recknagel/Sprenger: Rohrnetzberechnung) - oder aber viel Gefühl und praktische Erfahrung.

Die bauseitigen Bedingungen - Größe von Heizkörpernischen, erforderliche Leitungswege etc. - machen es nicht einfacher. Die Rohr- bzw. Kanalnetzberechnung stellt ein Problem aus gekoppelten Differentialgleichungen dar, das nur mit großem Aufwand vollständig zu lösen ist; für die Praxis werden iterative (schrittweise annähernde) Rechenverfahren benutzt, um gleiche Drücke an allen Heizkörpern zu erzielen.
Oder eben ... ein gelernter und erfahrener Heizungs-Installateur.
Die Experten optimieren das Heizungsrohrgeschlinge mit einer Simulationsrechnung am Computer...
...stimmen dann die Grundvorraussetzungen (also die gewählten Rohrquerschnitte und Positionen von Reduziernippeln im Gewerk), dann kommt die handwerkliche Feinarbeit: der Abgleich.

An einem möglichst kalten Tag lässt man die Heizung (z. B. über Nacht) auskühlen, öffnet alle Ventile und startet die Heizung.
Alle Heizkörper sollen - s. o. - oben warm (nicht heiß) werden, wobei die Rücklaufleitung unten kalt bleiben soll.

Andernfalls muss der betreffende Heizkörper gedrosselt werden, wozu meist im Rücklauf ein verborgenes Ventil vorgesehen ist, manchmal auch im Vorlauf, erreichbar nach Abnehmen des Thermostatventils.

Dies war bisher der einfachste Teil.

Schwieriger wird es, wenn einer der Kandidaten nicht warm (genug) wird.
Dann gilt es, alle anderen Heizkörper ringsum gleichmäßig abzudrosseln (ohne sie abzuwürgen!), bis der benachteiligte HK warm wird.
Jetzt beginnt das Spielchen unter diesen von vorne: ist einer dabei, der zu heiß wird? Dann: drosseln. Und so weiter und so fort.
Ein Hobby für Leute mit sehr viel Zeit... klar, dass eine Firma so etwas auf diese pingelige Art nicht gut leisten kann.

Wird´s zu heiß: Energie bezahlt doch der Kunde (also egal), bleibt´s kalt: drehen wir halt die Heizkurve hoch oder die Pumpe.
Weder die Energiekostenrechnung noch die Strömungsgeräusche im Haus hat nämlich der Handwerker dauerhaft am Hals.
Das Gleiche gilt unseligerweise auch für Vermieter.

Ende des Exkurses. Zurück zur Praxis.

Da bei uns störende Strömungsgeräusche reichlich vorhanden waren und die Temperaturspreizung regelmäßig extrem klein, wurde bei der Gelegenheit - Heizung aus und entleert - eine neue, hoch effiziente Umwälzpumpe eingebaut (Wilo Stratos ECO).



Die wurde dann erst mal so weit herunter geregelt, dass keine Strömungsgeräusche mehr auftraten.
Dann: der hydraulische Abgleich! Im ersten Schritt bleiben drei Heizkörper kalt. Aha!
Aber die Spreizung ist jetzt wirklich ordentlich: 45°C im Vorlauf und 23°C im Rücklauf - macht 22 K.
Sorry ... daran erkennt man den Wärmetechniker ;-) ... Temperaturdifferenzen in Kelvin.
Vorher - mit der alten Pumpe / Einstellung - waren das immer nur wenige Grad gewesen (egal ob Kelvin oder Celsius).

Nachtrag (Datum: 26. August 2011)
Die Anlage läuft bisher völlig problemlos. Inzwischen sind die drei Röhren, die aufgrund von Fertigungsfehlern und/oder schlechter Behandlung kein Vakuum mehr hatten, gegen neue ausgewechselt.
Die letzte Neuigkeit: Solar warmes Wasser liegt jetzt auch in der Küche, wo zuvor ein druckloses Untertischgerät seinen Dienst versah. Das hatte den Geist aufgegeben, also etwas Rohrlege-Arbeit, und: ein - leider teurer - neuer Einhebelmischer (drucklose haben eine andere Bauart).
Zuallerletzt: Weil vorgestern die Waschmaschine nach vielen Jahren den Dienst quittiert hat, ist eine neue fällig geworden. Natürlich ein deutsches Markengerät mit einem separaten Anschluss für das warme Wasser! Diese neue Maschine hat schon an reinem Kaltwasseranschluss 20% weniger Strom verbraucht als die alte ... seit gerade gibt es einen dritten Hahn mit HEISSEM Wasser (Unter Umgehung des Verbrühschutzes aus dem solar erhitzten Brauchwasserspeicher).
Mit angeschlossenem Warmwasser liegen die Verbrauchswerte bei rund einem Drittel des Betriebes mit reinem Kaltwasser (laut der sog. "EcoFeedback" Anzeige an der neuen Maschine).
Die Neuanschaffung senkt also (auch) dank Warmwasserbetrieb den Stromverbrauch um 73%!
Jedenfalls von Mitte März bis Mitte Oktober.



Das macht Spaß: Solares Wasch-Warmwasser & Energie-Effizienz-Klasse A+++ :-)
Nein, der Trockner wird normalerweise nicht gebraucht - nur in Notfällen.

CO2-neutrales Heizen


Die Solaranlage bringt an einem schönen Ende-März-Tag locker 300 Liter Brauchwasser auf 60°C und 500 Liter Pufferwasser auf über 40°C. Nachts ist es dabei draußen noch kalt - so 5-8°C, das Pufferwasser wird im Laufe der Nacht auf 23°C (Rücklauftemperatur) heruntergekühlt, seine Wärme also "verbraucht".
Der ölbrenner ist erst frühmorgens angesprungen, mit Ablauf der Heizungs-Nachtabsenkung.

Also Erfolg! Das Häuschen ist am Abend warm, und ganz und gar mit Sonnenenergie.

Falls es nicht mollig oder gemütlich genug sein sollte, steht neuerdings im Wohnzimmer ein Ofen aus dem Baumarkt:



Da macht das Heizen Spaß und ist - Holz, ein nachwachsender Rohstoff - immerhin "CO2-neutral",
setzt also nur solches CO2 frei, das ohnehin aus der Athmosphäre stammt.
Auch wenn´s draußen kalt ist und die Heizung ausgeschaltet, bekommt der Ofen die ganze Etage von 45m² gut warm, was während der Umbauarbeiten am Heizungspuffer - unfreiwillig wegen Kälteeinbruch - erprobt wurde.

Auch keimte die Idee, in diesen Ofen vielleicht noch ein selbstgebautes Wasserregister zu implantieren.
Ein paar Röhrchen um die Brennkammer gewickelt, und unauffällig durch die Wand in den Keller geführt.
Denn direkt neben dem Zug in der Wand läuft im Nachbarzug das Edelstahlrohr der Zentralheizung, mit reichlich Luft für zwei 22er Rohre zwischen VA-Rohr und Mauerwerk. Abzweig im Rücklauf, durch den Ofen, dann in den Puffer...

Jaja... Ideen. Wenn ich davon leben könnte. Seufz. Gleich noch eine (die kam neulich bei frischem Wind oben auf dem Dach):



Ein Darrieus-Rotor ... wo andere Leute Satellitenschüsseln haben ... mal ein Bisschen geschätzt & gerechnet:
etwa 5-6 kW bei Windgeschwindigkeiten von 14m/s sollten drin sein, 1-2kW bei schwachem Wind.
Aber das ist ein eigenes Bastelprojekt wert.

Online Daten


Hieran hapert es leider immer noch... war eine prima Idee, aber die Umsetzung ist nicht ohne Tücken:

die PT1000 Sensoren werden mit Konstantstrom vom Regler beaufschlagt und liefern nur einen sehr kleinen Spannungshub von 1/2 Volt - um den AD-Wandler-Eingang der FMod-TCP Box (Bild) bei vernünftiger Auflösung anzusteuern, werden aber +/- 12 V benötigt.



Also muss noch ein Instrumentenverstärker dazwischen, der nicht allzu viel Eingangsstrom zieht, (um den Sollarregler nicht zu verwirren).
Ein angefangener Versuchsaufbau mit ein paar LM321 steht schon im Keller - immer noch unvollendet. Ist für die Funktion der Anlage enbehrlich, daher mit niedrigerer Priorität behaftet. Soll aber alles noch kommen, so nach & nach.

Stagnation


Dies ist ein Betriebszustand, der für Solaranlagen zwar eigentlich "normal", aber wohl ziemlich anstrengend ist.
Wenn im Sommer wegen der intensiven Sonnenstrahlung bei gleichzeitig geringer Wärmenachfrage die Temperatur des Trägermediums (Wasser mit Frostschutzmittel Glykol) die Siedetemperatur erreicht und sich im Kollektor Dampf bildet, spricht man von Stagnation.
Um Schäden an der Anlage zu vermeiden ist ein Membran-Ausdehnungsgefäß von ausreichendem Volumen vorhanden - die wandmontierte weisse Kugel im Bild - die die verdrängte Flüssigkeit aufnimmt. Zusätzlich ist natürlich an der Pumpenbaugruppe ein Sicherheitsventil vorhanden, dass bei Erreichen eines Grenzdrucks von 8-10 bar abbläst - über einen Schlauch in einen Kanister, um im Ernstfall die teure Sole nicht zu verplempern.

Soweit wieder mal die Theorie.

Der Fall ist bisher nicht beobachtet worden, weil immer Warmwasser entnommen wurde. Aber er ist aufgetreten... im Urlaub, während unserer Abwesenheit - und zwar mit unerwarteten Folgen.

Der Regler bietet zwei Sonderprogramme: "Sommer" und "Urlaub". Bei ersterem wird nicht auf den Heizungspuffer umgeschaltet, wenn die Solltemperatur im Brauchwasserspeicher erreicht ist. Der BW-Speicher wird durchgehend erhitzt bis zur Stagnationstemperatur. Das haben wir nie probiert, denn das Erwärmen des Pufferspeichers ohne Heizungsbetrieb hat nicht gestört. Anders das Progamm "Urlaub": das wurde benutzt in den zwei Wochen, in denen wir nicht zu Hause waren. Folge: eine Tyfocor-Pfütze im Keller und Luft im Solarkreis!
Was war passiert?

Soweit es sich rekonstruieren ließ, hatte der Solarregler wie vorgesehen versucht, die Kollektoren gerade unterhalb der Maximaltemperatur von 125°C über den Brauchwasserspeicher zu kühlen. Dieser muss sich dabei so stark erwärmt haben, dass die Ausdehnung das Sicherheitsventil der Warmwasserversorgung hat ansprechen lassen - dort stand ein Eimer drunter, der ein Drittel voll mit klarem Wasser war.
Der angestiegene Druck im Solarkreis hat zugleich - noch vor Ansprechen des Sicherheitsventils - zwei Dichtungen durchdrungen: eine am Anschluss zum Wärmetauscherregister des Brauchwassertanks und eine an der Entlüfterflasche der Pumpenbaugruppe.
Beide Verbindungen sind nicht Bestandteil des eigenen Aufbaus gewesen! Es hat sich also als ratsam heraus gestellt, alle Verbindungen mindestens einmal mit dem Stagnationsdruck zu prüfen, auch jene, die in zugelieferten Baugruppen fertig vormontiert ins Haus kommen.
Wieder was gelernt... nachdem also die Anlage entleert, die betroffenen Verbindungen nachgelötet bzw. nachgezogen und die Anlage erneut befüllt wurde, ist nun wieder alles so dicht, dass sie Badewasser liefert.

Es besteht Anlass zur Annahme, dass mit einem hinreichend großen Heizungspuffer als Wärmesenke keine Überhitzung aufgetreten wäre - das war schließlich in den Monaten zuvor auch nicht der Fall, selbst dann nicht, wenn bei schönstem Sonnenschein einige Tage lang nichts entnommen wurde.

Der "krasseste" Fall bisher war, dass die Anlage erst 300 l Brauchwasser auf die Solltemperatur von 65°C gebracht hat, dann die 500 l Heizungspuffer auf 85°C und schließlich wieder zurück auf das Brauchwasser umgeschaltet hatte... und dort bis 75°C gekommen war. Angenommen, das Kaltwasser sei mit 15°C zugeflossen, dann errechnet sich ein Wärmeertrag von mehr als 60kWh! Wollte man diese Menge Warmwasser mit einem elektrischen Durchlauferhitzer bereit stellen, kostete das 12 Euro.
Das hört sich nicht nach sehr viel an. In der Praxis, bestehend aus mindestens drei Duschbädern täglich und zwei bis drei Wannenbädern pro Woche, läppert sich das, wie man hier zu Lande sagt.
Und: Es ist doch ein sehr gutes Gefühl, von Energielieferungen unabhängig zu sein.

Es wäre u. U. eine Idee, die Stagnation zu vermeiden, indem der Solarkreis über einen großen Wärmetauscher (alten Heizkörper o. ä.) außen gekühlt wird... wobei allerdings ein kleiner Betrag an Energie für Pumpe und Regler "verbraten" wird. Denkbare Alternative: eine Markise über den Vakuumröhren (Idee meiner Frau)! Damit ließe sich die Leistung sogar regeln. Müsste aber fernbedienbar, sturmsicher und wetterfest sein - schwierig.


Photovoltaik


Eigentlich ja ein völig anderes Projekt ... aber (zu) lange schon gärt der Plan ... Strom selber machen!

Beginn der Umsetzung war anlässlich der sog. Laufzeitverlängerung für Atomkraftwerke 2010, die nichts Anderes war als eine beispiellose Vereinnahmung unserer parlamentarischen Demokratie durch die Organe der Atomlobby mit dem Ziel, gigantische Zusatzgewinne einzufahren - auf Kosten der Sicherheit, das Risiko einer Katastrophe a la Fukushima billigend in Kauf nehmend - während der dringendst notwendige Wandel der Energieversorgungs-Strukturen weiter ausgesessen werden sollte ... eine Regierung also, die ihren Spezis zu Liebe den Fortschritt aufzuhalten und den Markt zu verbiegen versucht.
Und das an Verfassung, Bundesrat und Mehrheitsmeinung vorbei - ein beispielloser Vorgang.
Das hat für mich das Fass zum überlaufen gebracht.

Also los. Ist denn für Photovoltaik überhaupt noch Platz auf dem Dach? Ja.
Viel im Osten, genauer: Ost-Nordost (70°), nur noch wenig im Westen, genauer: West-Südwest (250°).
Die zuletzt genannte Seite ist von den Vakuumröhren der Solarthermie, einem Dachlaufsteg und vier Liegefenstern belegt. Dazwischen passt kaum noch etwas ... aber 12 Module passen oben drüber.
Mindestens 24 weitere gehen locker auf die "Ostseite":

Dünnschicht Photovoltaik in Ost-West-Anordnung

Bisher hatte ich Photovoltaik stets für eine zwar ganz nette, aber zu teure Spielerei gehalten.
Vielleicht mal irgendwann, später, wenn die Preise deutlich gesunken sind, wollte ich das machen.
Angesichts des "energiepolitischen Blindfluges" (Röttgen) unserer Bundesregierung, und erst recht nach ihrem inkompetenten und unwürdigen rhetorischem Herumeiern anlässlich der Reaktor-Katastrophen von Fukushima habe ich meine Meinung dazu geändert.

Nicht so wie unsere m. E. unfreiwillig komische Kanzlerin-Mutti, die, als beinharte Opportunistin, dazu nur durchschaubar wohlfeile Lippenbekenntnisse absonderte.
Als promovierte Physikerin und ehemalige Reaktorsicherheitsministerin durften ihr die Dinge, von denen sie da mit gespielt unschuldigem Augenaufschlag eben erst gelernt haben wollte, keinesfalls unbekannt gesesen sein.
Eine ganz miese Show.
Denn: Hat sie, was sie gelernt zu haben vorgibt, wirklich nicht gewusst, dann ist sie für den Job nicht die richtige.
Hat sie es gewusst ... dann ist sie für den Job nicht die richtige.

Denn dass Siedewasserreaktoren, besonders diese 40 Jahre alten von General Electric mit dem Mark I Containment - nach Graphit-moderierten Anlagen ganz ohne Containment - zum gefährlichsten gehören, was die zivile Nukleartechnik zu bieten hat, das weiss ich schon seit 1978. Da sind sie mir in meinem Energietechnik-Studium an der RWTH erstmalig begegnet. Und darüber hinaus die Tatsache, dass es bei GE drei Reaktorkonstrukteure gab, die angesichts der Unzulänglichkeiten dieses Reaktortyps lieber gekündigt haben, als zu dessen höchst gefährlichen konzeptionellen Schlampereien den Mund zu halten.
Wenig später wusste das auch alle Welt ... schon mal was vom Unfall im Kraftwerk Three Mile Island bei Harrisburg/USA gehört?
Das war derselbe Reaktortyp, der bei einem Kühlmittelverlust-Störfall gerne binnen Stunden abraucht.
[Ich sehe gerade: Vielleicht sollte ich mal der Geschichte der Reaktortechnik mal eine eigene Seite widmen]
Eigentlich erstaunlich, dass es so lange gut gegangen ist mit diesen Apparaten! Und dann kam Fukushima, und gleich drei dieser Uraltmaschinen sind - wie vorhergesagt - vom Station Blackout in die Kernschmelze gefahren.
Nebenbei hat sich gezeigt, dass das Konzept "Abklingbecken", wenn man es mangels echter Zwischen- oder Endlager zum massenhaften Wegstapeln von Brennelementen missbraucht, ebenfalls höchst gefährlich ist.
Das zeitweise trocken gefallene Abklingbecken von Fukushima Daiichi Reaktor vier, das seit der Havarie Trümmer-bedeckt vor sich hin schmaucht und dabei ständiger Wasserzufuhr bedarf (das entweder kontaminiert versickert oder in hastig zusammen geschusterten Tanks "gelagert" wird) ist ganz unglaublich gefährlich!
Kommt es bei dem Versuch, die beschädigten Brennstäbe zu bergen, zu Brand oder / und Kritikalität (was passieren kann), dann müsste die nördliche Hemisphäre des Planeten evakuiert werden (Arnie Gunderson).

Kurzum: Dass eine andere Art der Stromversorgung, und zwar aus dezentralen, einfachen, preiswerten, Klima- und umweltverträglichen sowie sicherheitstechnisch leicht beherrschbaren Quellen (die ich seitdem - 1978 - nicht müde werde zu predigen) jetzt keinen schuldhaften Aufschub mehr duldet:
DAS ist meine feste Überzeugung. Und die lasse ich mich jetzt gerne auch was kosten.

Also: Solarmodule angeschafft! Keine extrem leistungsfähigen, sondern sog. Dünschichtmodule.
Die haben nur einen geringen Materialeinsatz - fast ausschließlich Glas - und sind wenig energieintensiv in der Herstellung (nach 10 Monaten Betrieb energetisch amortisiert). Auch haben sie ein ausgezeichnetes sog. Schwachlichtverhalten, d. h. sie liefern Strom, auch wenn die Sonne nicht scheint. In einem Langzeit-Test der Photovoltaik-Zeitschrift "Photon" aus Aachen landeten die Dünnschichtmodule First Solar FS-275 auf dem dritten Platz, wobei zwischen den Kandidaten auf dem "Treppchen" kaum nennenswerte Unterschiede waren.

First Solar FS-275 Module

Grund genug, sich für diese Module zu entscheiden. Der Haken: sie werden nicht in kleinen Mengen verkauft, sondern erst ab 400 Stück, was 30 kWp Leistung entspricht. Eine große Anlage, an der Förder-Obergrenze.

Die Lösung wie immer: eBay. Dort werden die Module gelegentlich einzeln oder in Kleinmengen angeboten, aus Überhängen, die entstehen, wenn bei der Installation einer solchen Großanlage dann doch das Dach zu klein ist oder ein Montageweg vergessen wurde oder was auch immer.

36 dort nach und nach ergatterte Module sollen über Laderegler (drei Phocos MPPT 100-30 mit MCU) im Haus Bleibatterien laden, aus denen ein eigenes Gleichspannungs-Hausnetz +/- 12 V gespeist wird. Die Phocos Regler sind die einzigen, die mit der hohen Modulspannung von 95 V zurecht kommen.
Sie sind ausdrücklich dafür vorgesehen, preisgünstige Industriemodule in Inselanlagen einzusetzen. Der Ladestrom beträgt damit max. 3 x 30 = 90 A, also genug, um Batterien mit einer Kapazität von 1000 - 2000 Ah bei Laune bzw. geladen zu halten.
Überschlagsrechnung: Bei 24 V System-Nennspannung speichern 2000 Ah 48 kWh. Das reicht bei uns 3 bis 5 Tage.
Wenn man die Batterien aber nur zu max. 70 % entladen möchte, eher nur für 2 bis 3 Tage.
Länger sollte es also bei einem Stromausfall nicht dunkel bleiben...
Umgekehrt gerechnet: Einen Verbrauch von 16 kWh am Tag liefert die Anlage mit 6 Stunden voller Sonne zurück. Verbraucht man nur 8 kWh am Tag, genügen 3 Stunden schöne Sonne oder 6 - 8 Stunden helles Licht.
Ohne kräftig Strom zu sparen werden wir also so schnell nicht Energie-autark, aber wir sind auf dem richtigen Wege. Die Beleuchtung ist inzwischen komplett auf LED umgestellt, das Ceranfeld durch einen 5-Flammiges Gaskochfeld ersetzt (mit Flaschengas, im Hof aufgestellt), Külschrank, Spül- und Waschmaschine sind erneuert gegen moderne Energie-effiziente Geräte.
Kommunikations- und Unterhaltungselektronik lassen sich mit 12 V Gleichspannung betreiben...

Aus dem Gleichspannungsnetz sollen alle Kleingeräte der Unterhaltungselektronik im Haus direkt versorgt werden, außerdem Computer, Router, WLAN, Telefone ... und, so lange noch keine passenden Pumpen verbaut sind, über einen Wechselrichter auch Heizungs- und Solarpumpe sowie die Zündung der Ölheizung. Ohne die wird es im Winter zwar nicht ganz kalt - dank Scheitholzofen - aber doch etwas ungemütlich: die (Nach-) Erwärmung des Brauchwassers funktioniert dann nämlich auch nicht.

Wir hatten - unfreiwillig - Gelegenheit, das über die Weihnachtsfeiertage 2010 zu erproben: Als wegen der sehr schneereichen Wetterlage kurzfristig keine Lieferung von Heizöl mehr möglich war, fiel zwei Tage vor Weihnachten die Heizung aus. Erster Verdacht: kein Öl im Tank.
Der Lieferant kam mit seinen LKW nicht mal mehr von seinem Hof. Da war also nichts zu machen. Nachher hat sich allerdings heraus gestellt, dass es gar nicht am Ölmangel gelegen hatte. Die dann zielführende Reparatur des ausgefallenen Weishaupt Brenners hätten wir aber allein mit unseren "Bordmitteln" auch nicht hin gekriegt - ein Magnetventil musste ausgetauscht werden. Glücklicherweise hatte es der freundliche Heizungsmonteur am 29.12. zufällig bei sich, nachdem mit frischem Brennstoff am 28.12. die Heizung immer noch nicht in Gang gekommen war.
Erst anschließend konnten wieder die bei den Töchtern so beliebten Dusch- und Wannenbäder ausgeschenkt werden.

Kurzum: ohne Netzstrom für die Brennerzündung passiert genau das Gleiche.
Also ist eine Notstromversorgung über einen Wechselrichter, gespeist aus solar geladenen Batterien (eine sog. "Insellösung") eine gute Idee!

...wird fortgesetzt...
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