DE202015003028U1 - Kombination Solarthermie mit Photovoltaik - Google Patents

Abstract

Geschützt werden soll: 1. die Kombination der Elemente Solarthermie und Photovoltaik, 2. die soviel Wärme und elektrische Energie erzeugt, 3. Speichert, 4. und Abrufbar macht, wie in einem Haus mit seinen Bewohnern selbst verbraucht wird. Dies kombiniert, mit den entsprechenden Steuerungsmodulen, Hocheffizienzpumpen, der dafür erforderlichen Programmierung, hydraulischen und elektrischen Verschaltung, so dass 5. in jedem angewandten Fall mindestens 65% der bisherigen Fremdenergie eingespart wird, im Idealfall sogar 100%, und im Falle des Totalausfalles der Anlage, selbsttätig durch Fremdenergie weiterversorgt werden kann.

Description

• Der Sinn dieser Anlage ist:
• 1. Mit Sonnenenergie den Energiebedarf eines Hauses in Kombination von Wärme UND Elektrizität zwischen 65%–100% eigenständig zu produzieren, zu speichern, und bei Bedarf abzurufen, sowie bei Bedarf in die jeweils andere Form umzuwandeln.
• 2. dass die Verluste die entstehen, wenn nur ein Medium betrieben wird, (Leerlauf, sowie Verzicht auf Speicher) erst gar nicht entstehen, weil die weitere Entwicklung zur Erhöhung der Effizienz der Solarthermie, der Photovoltaik Technik, Hybrid Kollektoren sowie der Speicher Medien autark vorangetrieben werden kann, und beim Betreiben mit heute am Markt verfügbaren Komponenten die Verluste auf ein Minimum reduziert werden können, und falls Sinnvoll einzelne Komponenten gegen effizientere Komponenten ausgetauscht werden können.
• 3. die Energie dort zu produzieren, wo sie benötigt wird, und so Verluste aus Transport auf ein Minimum zu reduzieren. Somit wäre jegliche Stromtrasse in Frage zu stellen-Thema Umweltschutz und schonen von Ressourcen
• 4. Die Energie in Form von Wärme und Elektrizität jeweils separat zu erzeugen und zu speichern, um so die entstehenden Umwandlungsverluste zu minimieren
• 5. Den CO² Ausstoß zu minimieren, weil Transportverluste auf ein Minimum begrenzt sind, und auf fossile Brennstoff weitestgehend verzichtet werden kann. Ist die Zuführung von Energie in Form von fossilen Brennstoffen erforderlich, kann dieser Brenner im optimalen Lastbereich arbeiten, weil die jetzt erzeugte Wärme wiederum gespeichert werden kann, genauso aber auch direkt verbraucht werden kann.
• 6. Die Individualität der Anlage fast jeglichen Bedürfnissen angepasst werden kann, sei es, dass mehr Wärme oder Kälte, sei es dass mehr Elektrizität benötigt wird.
• 7. Der Energieverbrauch der in irgendeiner Form Fremd beschafft werden muss, je nach Standort der Anlage/Gebäude sowie in Abhängigkeit der Effizienz des Gebäudes um bis zu 100% reduziert werden kann. Ziel ist es jedoch eine Reduzierung um mindestens 65% zu erreichen, (Gebäudebestand).
• 8. Da die Produktion einer solchen Anlage in der Energiebilanz einen wesentlichen geringeren Energiebedarf als z. B. zur Herstellung von Dämmmaterialien benötigt wird, ist insbesondere beim Einsatz im Gebäudebestand eine erheblich schnellere Reduzierung des CO² Ausstoßes umzusetzen. Ebenso können durch den Verzicht von sinnlosen Dämmmaßnahmen, teure Folgeschäden durch Schimmelbildung in Folge von Dämmmaßnahmen, die teilweise am Gebäudebestand umgesetzt wurden und werden vermieden werden.
• Mit Sinnlose Dämmmaßnahme ist gemeint, dass sich die Dämmmaßnahmen nach frühestens 25 Jahren oderlänger amortisieren, oder aber weil die zu dämmenden Stellen nicht erreicht werden können, ohne das halbe Dach eines Hauses abzubauen.
• 9. Da die Anlage zu 98% recycelt werden kann, was bei derzeit am Markt verfügbaren Dämmmaterialien nur bedingt möglich ist, ist auch hier die Umweltbilanz als sehr Zukunftsfähig anzusehen.
• Anlagenkomponenten
• Als benötigte Anlagenkomponenten sind erforderlich:
• 1. Solarthermiekollektoren – vorzugsweise Heatpipe Prinzip
• 2. Photovoltaik Kollektoren – vorzugsweise Monokristallin
• 3. Speicher für Wasser und elektrischer Energie
• 4. Verrohrung und Verkabelung der Anlage
• 5. Elektrische und Hydraulische Ventile
• 6. Steuerung für beide Anlagenteile, aufeinander abgestimmt, sowie aller dafür erforderlichen Fühler, Bedienelementen und Anzeigen
• 7. Hocheffizienzpumpen
• 8. Die für den Hydraulischen Teil erforderlichen Ausdehnungsgefäße und Sicherheitsgruppen
• 9. Als Heizkörper ist vorzugsweise auf die Technik der Flächenheizung zurückzugreifen, denen der neueste Stand der Technik zu Grunde zu legen ist
• Funktionsweise der Anlage
• Die Anlage ist nach der Montage und Integration in evtl vorhandene Heizungsanlagen, sowie des elektrischen Netzes in Betrieb zu nehmen. Dabei ist auch ein hydraulischer Abgleich vorzunehmen. Für Kernsanierungen ist in jedem Fall eine Flächenheizung vorzusehen und einzubauen. Hierdurch wird die Effizienz der Anlage wesentlich erhöht. Ebenso ist der elektrische Teil mit einer eventuellen Anpassung der Schaltung im Sicherungskasten zu versehen.
• Mit Inbetriebnahme, beginnt die Anlage selbsttätig am Tag durch das vorhandene Sonnenlicht, die Solarthermiekollektoren und deren Medium zu erwärmen, und durch Hocheffizienzpumpen, die Wärme in die dafür vorgesehenen Pufferspeicher nach einer programmierten Speicherlogik zu speichern, ebenso die gewonnene elektrische Energie in die dafür vorgesehenen Speicherbatterien zu laden. Parallel dazu versorgt der Photovoltaik Teil der Anlage, den Solarthermieteil der Anlage mit elektrischer Energie mittels eines Wechselrichters, so dass von Außen keine Fremdenergie benötigt wird. D. H. Die Anlage läuft selbstständig, ohne dass eine fremde Energiequelle benötigt wird. Auch ist die Anlage so ausgelegt, dass bei dem jeweils berechneten Durchschnittsverbrauch, 2 Tage ohne Sonne überbrückt werden, ohne dass Fremdenergie benötigt wird. Die weiter verfügbare elektrische Energie, wird über Umrichter in die Haushaltsübliche Spannung 230 V 50 Hz umgewandelt, so dass auch die üblichen Verbraucher im Gebäude wie Licht, Fernseher, Waschmaschine, Herd, Bügeleisen, Computer, etc betrieben werden können. In Spitzenzeiten, in denen der Wärmebedarf größer ist, als die Anlage zur Verfügung stellen kann, schaltet sie eine fremde Energiequelle selbsttätig zu, und stellt diese auch wieder ab, sobald der Bedarf über die Sonne wieder gedeckt werden kann, das gleiche gilt für die elektrische Energie, ist hier der Leistungsbedarf größer als die Anlage zur Verfügung stellen kann, schaltet die Anlage diesen Teil selbstständig an das öffentliche Netz, und ebenso wieder zurück. Es wird keine elektrische Energie in das öffentliche Netz eingespeist. Ebenso wird keine Wärmeenergie der Öffentlichkeit zur Verfügung gestellt.
• Es ist somit möglich, mindestens 9–10 Monate im Jahr ohne Fremdenergie auszukommen. Im Idealfall zu 100%. Dadurch ist eine Energieersparnis von mindestens 65% möglich, gegenüber herkömmlicher Versorgungsart. Im Idealfall 100%. Eine Amortisation ist in 6–9 Jahren erreicht.
• Bezugszeichenliste Kombination Solarthermie mit Photovoltaik

• K1

  Kollektor Solarthermie

  PV

  Kollektor Photovoltaik

  WMZ1

  Wärmemengenzähler 1

  P1

  Hocheffizienzpumpe Solarkollektor

  P2

  Hocheffizienzpumpe Warmwasserspeicher

  P3

  Hocheffizienzpumpe Zirkulation

  P4

  Hocheffizienzpumpe Flächenheizung

  S1–S9

  Temperatursensoren

  AT1

  Außentemperaturfühler

  FB1

  Fußbodenheizung Verteiler

  ST1

  Solarsteuerung

  VT1

  Laderegler, Wechselrichter Photovoltaik

  SB1

  Speicherbatterie

  SP1–3

  Wärmespeicher 1–3

  HZ1

  Heizstab Warmwasserspeicher

  WWS

  Warmwasserspeicher

  4WM

  4-Wege Mischer

  R3, R5

  3-Wege Ventile

  L1

  Überschüssige elektrische Energie zur Versorgung der Wohneinheit

  E1

  Zuleitung Fremdversorgung, falls erforderlich

Claims (1)

1. Geschützt werden soll: 1. die Kombination der Elemente Solarthermie und Photovoltaik, 2. die soviel Wärme und elektrische Energie erzeugt, 3. Speichert, 4. und Abrufbar macht, wie in einem Haus mit seinen Bewohnern selbst verbraucht wird. Dies kombiniert, mit den entsprechenden Steuerungsmodulen, Hocheffizienzpumpen, der dafür erforderlichen Programmierung, hydraulischen und elektrischen Verschaltung, so dass 5. in jedem angewandten Fall mindestens 65% der bisherigen Fremdenergie eingespart wird, im Idealfall sogar 100%, und im Falle des Totalausfalles der Anlage, selbsttätig durch Fremdenergie weiterversorgt werden kann.

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