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Remeha eVita 25 s und Druckhaltefäß

Blockheizkraftwerkes (BHKW) Remeha eVita 25 s der Firma Remeha (Stand 10.05.2019)

Seit September 2012 - mehr als 37000 Betriebs-h fast störungsfrei - wurden entsprechend viele kWh Strom erzeugt, die zu >90 % selbst verbraucht werden.

Insgesamt konnten die gesamten Energiekosten (Strom und Gas) - bei gleichzeitiger erheblicher Reduktion des CO₂-Ausstoßes - mehr als halbiert werden. Die Amortisationszeit liegt deshalb abhängig von der Gesamtinvestition bei wenigen Jahren.

Familie Kothe

Münsterlandstraße 41
45770 Marl
Telefon: +49 2365 32511


Design:
Nadja Kothe | TYPOVILLA, Marl


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Erfahrungen mit dem Betrieb des Blockheizkraftwerkes (BHKW) Remeha eVita 25 s der Firma Remeha

Remeha eVita 25 s mit 1 kW Elektro- und 26 kW maximaler Wärmeleistung (davon Stirlingmotor 5,5 kW) - passend zu Häusern mit Wärmebedarf > 25000 kWh und Stromverbrauch > 5000 kWh.
Remeha eVita 25 s Remeha eVita 25 s
Der Pufferbehälter (Schichtspeicher) muß sorgfältig auf die zu erwartende Spitzenlast bei Warmwasser und Heizung ausgelegt werden. Ziel ist ein möglichst durchgehender Betrieb des Stirlingmotors zur konstanten Stromversorgung und ausreichend Volumen bei der Warmwasserversorgung (Durchlaufwärmetauscher).
Remeha eVita 25 s
Die Heizkreise sollten so aufgeteilt werden, daß ein Teillastbetrieb möglich ist und vom Stirlingmotor im 24 h-Betrieb immer die maximale Wärme abgenommen werden kann.
Remeha eVita 25 s Remeha eVita 25 s
Der Stirlingmotor hat mit 46 dB ein Geräuschniveau wie eine Spülmaschine und kann auch in einem Kellerraum unterhalb eines Schlafzimmers betrieben werden, ohne zu stören. Die orange bzw. schwarze Dichtung am Kühlkopf und der (teure) Keramikkopf mußten zwei mal außerplanmäßig ausgetauscht werden.

Beim Ersatz der Gasbrennwertheizung durch dieses BHKW wurde die gesamte Heizungsanlage, die vorher über 25 Jahre im Betrieb war, renoviert (Austausch der (fast verstopften) Heizverteiler, Pumpen, Ersatz des Warmwasserbehälters durch einen Pufferbehälter mit Durchlaufwärmetauscher, kompletter hydraulischer Abgleich etc.). Allein durch diese Maßnahmen wurde eine Einsparung pro Jahr von 15% Erdgas und ca. 500 kWh Strom realisiert. Als Zusatzschaltung kann in Schwachlastzeiten (von März bis Oktober) auf ausschließlichen Stirlingbetrieb umgestellt werden, um den Nutzungsgrad zu erhöhen. So werden regelmäßig ca. 5000 (max. bis 6000) Betriebsstunden/a erreicht. Davon entfallen ca. 90% auf die Heizperiode von September bis April.

Wichtig ist auch die Auswahl eines geeigneten Wartungsfachmanns. Die Installateure können zwar den Brennwertteil warten, aber beim Stirlingmotor ist man auf den Werkskundendienst angewiesen. Dieser verfügt über die regelmäßigen Softwareupdates und hat das know-how von vielen leider undokumentierten Einstellmöglichkeiten. Bei Reparaturarbeiten ist man zwingend auf ihn angewiesen.

Neben der technisch optimalen Auslegung und Betriebsweise ist auch die steuerliche Seite und die aktuelle Subventionspolitik durch kfW, Bafa, Bundesland etc. vorher sorgfältig zu prüfen. Durch Subventionen, günstige Darlehen, Umsatzsteuererstattung und steuerliche Abschreibung liegen die Netto-Beschaffungskosten im Bereich einer normalen Brennwertheizung mit Pufferspeicher. Die Folgekosten (Betrieb und Reparatur) profitieren von der steuerlichen Absetzbarkeit und der Umsatzsteuererstattung.

Wenn man den Eigenverbrauch optimiert und evtl. noch Strom an Mieter oder Nachbarn verkaufen kann, liegt die Amortisationszeit bei wenigen Jahren und weit unter der technischen Lebensdauer. Die Photovoltaik schneidet hier wesentlich schlechter ab.

Optimierung des Eigenstromverbrauchs mit OpenHAB und RaspberryPi

Der Eigenverbrauch konnte durch zeitweise Lastabschaltung z.B. Kühlgeräte und Verlagerung von Trockner-, Spül- und Waschmaschinenbetrieb, Laden der Akkugeräte, Aufladung Elektroauto etc. in lastschwache Zeiten von anfangs ca. 55 % auf über 90 % gesteigert werden. Dabei muß man erst einmal üben, die Stromerbraucher so zu verwenden, daß sie nicht gleichzeitig einen hohen Spitzenstrom benötigen. Parallel dazu wurde gezielt auf LED-Beleuchtung und energiesparende Elektro- bzw. Akkugeräte umgestellt. Wichtig dabei ist nicht die kurzzeitige Spitzenlast des Gerätes, sondern der Dauer- oder Standby-Verbrauch. Insgesamt konnte der Stromverbrauch dadurch um ca. 25 % gesenkt werden.

Die gleichmäßige ganztägige elektrische Leistungsabgabe des BHKW von 1 kW hat den Vorteil, daß während der Heizperiode dauerhaft die Grundlast (Heizungselektrik mit Pumpen, Standby, Kühlgeräte etc.) mit billigem Strom versorgt werden kann, ohne auf eine Hausbatterie oder aufwendige Smart-Home-Elektronik angewiesen zu sein. Das temporäre Ausschalten von nicht benötigten Verbrauchern in Hochlastzeiten kann durch Zeitschaltuhren erfolgen, so daß man eine dauerhafte Glättung des Stromverbrauchs erreicht, aus dem nur kurzzeitige Stromspitzen herausragen. Bei modernen Elektrogeräten wie Spül-, Waschmaschinen und Trocknern ist heute eine Zeitsteuerung i.a. eingebaut. Optimal wäre eine automatische Steuerung durch Smart-Home.

Wer von einer stromgeführten Echtzeitsteuerung des BHKWs mit dem Ziel eines 100%igen Eigenverbrauchs träumt, stellt schnell fest, daß der nächste Optimierungsschritt (Onlinesteuerung des BHKWs oder der Verbraucher mit Smart-Home-Komponenten) mangels geeigneter Schnittstellen und Apps schwierig ist.

Wenig hilfreich war das dabei Smart Meter EDL 21 (Zweirichtungszähler), das von Westnetz (Innogy) eingebaut wurde. Wer im Zeitalter des Computers oder Internet Ethernet, USB oder WLAN zur direkten Anbindung eines Routers und eine App auf dem Computers oder iPhone erwartet hätte, wurde bitter enttäuscht. Die Bedienung erfolgt durch Lichtimpulse mit der Taschenlampe. Allein die Eingabe der PIN erinnert an frühere Versuche mit Morsezeichen. Die Auslesung der laufenden Einspeise- und Verbrauchsdaten ist ebenfalls nur mit Lichtimpulsen oder über kostenpflichtige Dienstleister möglich. An eine Echtzeitsteuerung der Verbraucherseite ist auf diese Weise nicht zu denken. Fertige Lösungen wurden bisher nicht angeboten.

Allerdings werden im Internet pfiffige Open-Source-Lösungen auf Basis eines verbrauchsgünstigen RasperryPi und Impulszählern (Optokoppler) (Anschaffungkosten ca. 100 €) mit OpenHAB, Volkszähler etc. gezeigt, die ein mit Programmierung Vertrauter durchaus selbst installieren kann und in die auch viele andere Smart-Home-Geräte mit eingebunden werden können. Ein weiterer Vorteil ist, daß die Verbrauchsdaten im eigenen Hause bleiben und für Optimierungszwecke, Echtzeitsteuerung etc. direkt verwendet werden können.

Zur Analyse und Änderung des eigenen Verbrauchsverhaltens wurde hier eine Lösung mit OpenHAB, RasperryPi und Optokoppler realisiert, die in c´t Heft 8 2018 S. 160 ausführlich beschrieben ist:

Openhab
Ein typischer Tagesverlauf der vom Netz entnommenen Stromleistung (in Watt) an einem Sommertag im August 2018. Deutlich sind die Laufzeiten des Stirlingmotors zu sehen (Peak nach unten). Zu den Zeiten, an denen die 0-W-Linie unterschritten wird, wird Strom ins Netz abgegeben. Weiter werden Zählerstand, Verbrauch seit letzter Ablesung und die aktuell entnommene Leistung als Zahlenwert und Diagramm auf PC, iPad und iPhone online angezeigt. Gut ist auch die Grundlast des Gebäudes von ca. 500 W im Sommerbetrieb zu sehen.

Openhab
Im September bei eingeschalteter Heizung ist der Stirlingmotor nicht kontinuierlich in Betrieb, da nicht genügend Wärme abgenommen wird. In der Nacht gegen 2 Uhr läuft die Spülmaschine mit ihren zwei Heizperioden.

Openhab
An einem Wintertag läuft der Stirlingmotor 24 h und die Verbrauchskurve verschiebt sich um die aktuelle elektrische Leistung des Stirlingmotors nach unten. Durch ein die ganze Nacht gezielt eingeschaltetes Trocknungsgerät wird ein nahezu 100%iger Eigenverbrauch erreicht.

Openhab
Ein Elektro-PKW bietet eine weitere Möglichkeit den Eigenverbrauch durch Nutzung der lastschwachen Zeiten (hier 22-6 Uhr) zu steigern. Die i.a. vorhandene Leistungs- und Zeitsteuerung beim Ladevorgang bietet eine gute Möglichkeit dazu. Dabei zeigte es sich, daß die 230 V Steckdose mit 10 A für den Normalfahrer mit ø 40 km/Tag mehr als ausreichend ist, da über Nacht in 12h bis zu 200 km Fahrstrecke aufgeladen und so Lastspitzen vermieden werden können. Die Diskussion über 11-22 kW-Ladestationen ist deshalb für viele überflüssig. Bei bidirektionaler Lademöglichkeit hat man sogar eine Hausbatterie.

Ziel ist der vollständige Eigenverbrauch des selbsterzeugten Stroms und die optimale Nutzung zukünftiger lastvariabler oder tageszeitabhängiger Verbrauchstarife. OpenHAB liefert die dazu notwendigen Informationen und Daten für eine Automatisierung.

Energiewende und Smart Home

Allerdings kann man nicht erkennen, welches Ziel der Staat mit der Energiewende hat. Es gibt viele unkoordinierte Einzelmaßnahmen (Subventionen, Steuerpolitik, Umweltgesetze etc.) die häufig nach kurzer Zeit teilweise rückwirkend wieder geändert werden. So gibt man Investoren keine Planungssicherheit und verschreckt neue.
Ein Beispiel ist die AfA von BHKW, die anfangs bei Heizungstausch als Reparaturmaßnahme sofort abgeschrieben werden konnte. Anschließend kam eine 10-Jahresfrist, die nach kurzer Zeit in eine 50-Jahresfrist umgewandelt wurde. Letzte geht weit über die technische Lebensdauer hinaus. Analog ist es bei Windkraft und Fotovoltaik, wo ständig neue Regeln die Investitionen einbrechen lassen.
Es werden z.B. Smartzähler verpflichtend für die Verbraucher eingeführt, ohne daß überhaupt Vorteile für ihn erkennbar sind. Wenn man aber die Energieversorger nach entsprechenden lastabhängigen Tarifen fragt, ist Funkstille. Nach §40 EnWG sind sie eigentlich seit 2010 dazu verpflichtet.
Gelsenwasser bietet seit kurzem einen um ca. 25% verbilligten Ladetarif nur für Elektroautos für die Zeit von 20 Uhr abends bis 6 Uhr morgens an. Rechnet man die Zusatzkosten für zusätzliche Zähler und Grundgebühren mit ein, lohnt sich der Vertrag für den Normalfahrer überhaupt nicht. Hier sind günstigere Ganztagestarife anderer Anbieter kostengünstiger.
Auch muß sich der Verbraucher im klaren sein, daß er sein komplettes Verbrauchsverhalten ändern muß, um überhaupt Kostenvorteile zu erzielen. Das muß eingehend geübt werden und es erfordert Verbrauchsdisziplin, wenn man Spitzenlasten vermeiden und Kostenvorteile erreichen will.

Wer geglaubt hat, daß die Verbrauchsablesung automatisch über Netz durch Westnetz erfolgt: Neben der Ausfüllung regelmäßig zugeschickten Ablesekarten, war auch die Verbrauchseingabe per Internet möglich. Trotzdem kamen noch regelmäßig Ableser ins Haus. Briefliche Anfragen bei Westnetz, diesen Unsinn abzustellen, wurden nicht beantwortet. Die neueste Ablesevariante ist das Photographieren der Zähler durch den Ableser mit dem Handy. (Ob dabei eine selbst entwickelte App verwendet oder nur photographiert wurde, war nicht ganz klar.)

Wie und wann Innogy so ein „Smart Home” erreichen will, bleibt schleierhaft. Die Betriebsergebnisse von Innogy und der Verkauf an EON zeigen, wie schlecht dieser Konzern aufgestellt ist.

Die Gerätehersteller für Smart Home sind noch garnicht so weit und wenn, dann bieten sie eigene teure unkompatible Lösungen an. Was nützt einem z.B. eine abschaltbare Steckdose zum Lastabwurf bei einem Tiefkühlschrank, wenn dieser nach dem Einschalten jämmerlich piept, weil „Stromausfall” war.
Auch darf man nicht den administrativen Aufwand beim Betrieb und Wartung dieser Systeme unterschätzten. Die vorausgesagten Enegieeinsparungen und die Bequemlichkeitsvorteile sind häufig nur Theorie, da die baulichen Voraussetzungen fehlen (Wärmetauscherflächen um eine Aufheizung in kurzer Zeit zu realisieren oder fehlende Stromversorgung für Hilfenergie).

Statt die Steckdosen der Verbraucher zu steuern, ist die Pufferung von Strom bei den immer billiger werdenden Geräten viel einfacher und weniger störsanfällig. Waren die Preise vor kurzem bei wenigen kWh Kapazität noch bei annähernd 10 T€, bietet die Firma Tesla mit einem 14-kWh-Powerwall für 6700 € brutto an. In wenigen Jahren laufen die Förderungen der ersten Solaranlagen aus. Neue dürfen ohne Stromspeicher nicht installiert werden. Die Betreiber werden sehr schnell auf Stromspeicher umstellen, wenn sie statt 50 ct nur noch ca. 3 ct (nach Leipziger Strombörse) pro kWh vergütet bekommen. Insbesondere dann, wenn sie die Umsatzsteuer zurückerhalten, das Gerät steuerlich abschreiben oder sogar staatliche Förderung über kfw erhalten könnnen.

Die mögliche Lösung ist ein Stromspeicher (Hausbatterie oder der Akku eines Elektroautos mit bidrektionaler Lademöglichkeit) als Pufferspeicher. Bei genügend großer Kapazität und Leistungsabgabe kann man diese „Problemchen” vergessen. Wenn er auch noch autark betrieben werden kann, hat man das ideale Notstromaggregat. Wenn dann auch noch die Stromversorger - wie bereits im Ausland üblich - lastvariable oder tageszeitabhängige Stromtarife anbieten, wird der Siegeszug der Stromspeicher nicht aufzuhalten sein. Die damit verbundene Glättung der Stromspitzen im Netz ist ein erwünschter Nebeneffekt, der viele Spitzenlastkraftwerke überflüssig werden läßt.