Ein Betriebsgebäude der Bayernland eG in Regensburg nutzte die Chance der Dachsanierung für die Installation einer Photovoltaikanlage: Aber statt den erzeugten Solarstrom ins öffentliche Netz einzuspeisen, verwendet die Molkerei den Solarstrom für die Wärmeversorgung.
Denn die Option einer netzgekoppelten Photovoltaikanlage schied aus: Der bestehende Transformator hätte für die Einspeisung ins Netz kostspielig umgebaut werden müssen. Stattdessen reifte die Überlegung, den Solarstrom vollständig netzautark zu nutzen – und ins betriebseigene Wärmenetz einzuspeisen.
Wärmenetz als Herzstück
Zentrum der Anlage ist das Wärmenetz am Betriebsgebäude, das von einem Blockheizkraftwerk (BHKW) mit 600 Kilowatt elektrischer und 1.300 Kilowatt thermischer Leistung versorgt wird. Das BHKW deckt die Grundlast. In dieses Netz speisen nun zusätzlich 22 Sol-Thor mit insgesamt 78,8 Kilowatt ein.
Das sind autarke DC-Power-Manager von der Firma My-PV. Sie wandeln die Sonnenenergie ohne Wechselrichter in Wärme um – stufenlos, je nach Ertrag aus den zugeordneten Solarmodulen.
Pufferspeicher und Temperaturen
Auf diese Weise wird der Solarstrom ohne Netzeinspeisung für die Wärmeerzeugung genutzt. Der aufwendige Umbau des Transformators entfällt. Die gesamte Solarenergie verbleibt im Betrieb und entlastet das BHKW.
Autarke Photovoltaikwärme entsteht aus dem Solarertrag, der von den 22 Sol-Thor-Geräten über zugeordnete Heizstäbe in Wärme umgewandelt wird. Jedem DC Power Manager sind Solarmodule zugeordnet. Mit einer maximalen Heizleistung von 3,6 Kilowatt kann der Sol-Thor die Wärmebereitung unterstützen.
Die Heizstäbe sind in drei Pufferspeicher (je 1.000 Liter) integriert, wo sie das Wasser mit Sonnenstrom aufheizen. Die Solarmodule erhitzen das Speicherwasser auf bis zu 90 Grad Celsius – deutlich über der Vorlauftemperatur des Wärmenetzes von 65 Grad Celsius. So halten die thermischen Speicher ausreichend Wärme vor, auch für Tage mit geringem Solarertrag.
Ausführung durch regionale Fachbetriebe
Die Umsetzung des Projekts lag in den Händen zweier erfahrener regionaler Fachbetriebe, die saubere und normgerechte Arbeit geleistet haben. Der Elektro-Fachbetrieb Wolfseher & Schmid verantwortete die elektrischen Installationsarbeiten – von der Kabelverlegung der Photovoltaikanlage über die Integration der 22 Sol-Thor-Geräte bis zur Anbindung ans betriebliche Stromnetz.
Der Sanitärbetrieb Stemmle übernahm alle hydraulischen Arbeiten: die Einbindung der drei Pufferspeicher mit Heizstäben, die Anbindung ans Wärmenetz sowie alle Verrohrungsarbeiten an den Schnittstellen zwischen BHKW, Sol-Thor und Wärmenetz.
Rund um die Uhr in Betrieb
Das Wärmenetz der Molkerei ist rund um die Uhr in Betrieb und nimmt durchgängig Wärme ab, auch nachts oder am Wochenende. Im gesamten Warmwassernetz stehen Pufferspeicher mit einem Gesamtvolumen von rund 120 Kubikmetern zur Verfügung. Diese Speicherkapazität in Verbindung mit der kontinuierlichen Wärmeabnahme stellt sicher, dass die 22 Sol-Thor-Geräte ohne Abschaltung arbeiten können. Die solarelektrisch erzeugte Wärme wird vollständig im Betrieb genutzt – bis auf das letzte Watt vom Dach.
Kombination mit Batteriespeicher
My-PV fertigt die Steuerungen und Einschraubheizstäbe in Neuzeug, unweit von Steyr. Sie erlauben die kostengünstige Umrüstung von Wärmetechnik im Bestand, für Warmwasser und Raumwärme. Warmwasser elektrisch und möglichst nah an der Zapfstelle zu erzeugen, bietet die Chance, die Temperaturen abzusenken.
Der Legionellenschutz (Aufheizung auf mehr als 70 Grad Celsius) ist erst ab Speichervolumina von drei Litern vorgeschrieben. Speziell auf Warmwasser optimierte Technik wie Elwa oder Sol-Thor senkt die Kosten enorm.
Gleiches gilt für die Heizung. Elektrische Heizkörper, Infrarotplatten oder Konvektoren passen mit Photovoltaik und Stromspeichern zusammen, die im Winter – wenn wenig Sonnenstrom vorliegt – dynamische Stromtarife für die Wärmeversorgung nutzen.
Erprobte Produkte – made in Europe
Dafür hält der Markt erprobte Produkte bereit – made in Europe. „Wir haben schon Ende 2017 begonnen, Komponenten für Power-to-Heat zu entwickeln, parallel zu unserem Standardsortiment und unserer OEM-Fertigung“, erzählt Andres Pirner, der bei der Schweizer Firma Askoma den Vertrieb und das Marketing leitet.
Askoma hat seinen Sitz in Bützberg, zwischen Olten und Bern gelegen. „Am Anfang konnten wir unter anderem mit Fronius gute Entwicklungen beginnen, mit dem Askoheat OP“, berichtet Pirner weiter. „Parallel haben wir mit der technischen Hochschule in Biel die Entwicklung eines Energiemanagementsystem begonnen. Daraus hat sich unser Askoheat plus entwickelt. Er ist zweiteilig mit Display, als Einschrauber für anderthalb Zoll und Flansch mit 180-Millimeter-Anschluss.“
Die Heizstäbe von Askoma werden in Stufen geregelt. Zur Auswahl stehen drei- bis siebenstufige Heizeinsätze für 1,75 bis neun Kilowatt. Die elektronischen Steuerungen können dynamische Stromtarife nutzen.
Heizleistung in Stufen geregelt
Größere Flanscheinsätze mit 240 und 280 Millimetern gibt es von 9,5 bis 20 Kilowatt, sechs- oder 19-stufig. „Somit findet der Privatkunde, der Gewerbebetrieb oder Landwirt seine passende Leistungsgröße, je nach Speicher und Größe der Photovoltaikanlage“, erklärt Pirner. „Alle unsere Produkte durchlaufen eine Einzelstückprüfung, elektrisch und im Wasser unter Druck, bevor wir sie an die Kunden versenden.“
Derzeit kommt Bewegung in die Wärmewende, vor allem aus der Solarbranche: Die Einspeisevergütung schrumpft, die Optimierung des Eigenverbrauchs von Solarstrom wird immer wichtiger. Im dynamischen Niedertarif beispielsweise lädt der Askoheat plus 2.0 sehr günstig die Heizwasserspeicher oder Warmwasserboiler mit hohen Temperaturen auf.
Mittlerweile hat Askoma die Vielfalt seiner Produkte reduziert, um die Kosten zu senken und die Stückzahlen zu steigern. „Nun fertigen wir ausschließlich den Askoheat plus 2.0. Er löst den bekannten Askoheat plus ab. Die Askowall plus in der 2.0-Version ist noch einfacher zu montieren.“
Solarstrom direkt nutzen
Im vergangenen Jahr wurde der Askoheat DC vorgestellt. Er kommt für die direkte Verbindung zum Solarmodul ohne Wechselrichter zum Einsatz, ähnlich wie Sol-Thor in der Molkerei in Regensburg.
Der Sonnenstrom (DC) fließt direkt in die Wärme, ohne Umweg durch das AC-Netz im Gebäude. Auf diese Weise kann man die Solaranlage ohne Netzanfrage und ohne Anmeldung bei der Bundesnetzagentur bauen und betreiben. Einfacher geht es kaum.
Solche E-Heizstäbe erweitern die Möglichkeiten, die der Installateur seinen Kunden anbieten kann. Sie lassen sich mit Gasthermen und Ölkesseln kombinieren, denn sie werden in den Warmwasserspeicher oder in den Heizungspuffer eingeschraubt. Solange ausreichend Sonnenstrom anliegt, wird die Wärme elektrisch erzeugt. Die fossilen Brenner bleiben aus, kommen erst in Spiel, wenn es knackig kalt wird.
Kombination mit Wärmepumpen
Auch mit Wärmepumpen lassen sie sich kombinieren. „Wir integrieren in die Software des Askoheat plus 2.0 immer mehr Wärmepumpen verschiedener Hersteller mit ihren Regelungen“, erläutert Andreas Pirner. Überschüssigen Sonnenstrom im Sommer für Warmwasser zu nutzen, entlastet die Wärmepumpe. Sie braucht weniger Kompressorstarts, das verlängert ihre Lebensdauer. Der Askoheat plus 2.0 fragt am Kompressor die Leistung ab, zum Beispiel 2.5 Kilowatt. Bis 2.5 Kilowatt übernimmt der Heizstab die Heizfunktion und speichert überschüssigen Solarstrom im Warmwasser.
Bei höherem Leistungsbedarf übergibt er an die Wärmepumpe. Läuft die Wärmepumpe und ist weiterer Überschussstrom aus der Solaranlage verfügbar, läuft der Askoheat plus 2.0 parallel zur Wärmepumpe. Diese Funktion ist auch bei flexiblen Stromtarifen nutzbar.
AC und DC in einem Heizsystem
Zum Jahresbeginn 2026 brachte Askoma den neuen Askoheat plus 2.0 AC/DC mit 240-Millimeter-Flanscheinsatz. Das ist ein pfiffiger Heizeinsatz für Solaranlagen im Bestand, mit der Erweiterung auf drei Kilowatt DC.
Er bietet alle Funktionen des Askoheat plus 2.0 mit 5,8 Kilowatt AC mit integrierter DC-Lösung (drei Kilowatt). „Er ist auch für Kunden geeignet, die ihr Balkonkraftwerk erweitern wollen“, erklärt Pirner. „Damit lässt sich Solarstrom sehr gut direkt nutzen, auch bei Blackout. Über das Stromnetz ist die Notheizung möglich, ebenso Winterbetrieb mit niedrigem Stromtarif.“ Askoma vertreibt seine Produkte im Fachgroßhandel (Heizung und Elektro), im Solarfachhandel und über OEM-Kunden aus der Heizungsindustrie.
Foto: My-PV
Foto: Askoma
Foto: Askoma
Foto: Askoma
Technische Alternative
Heizstab Aton optional mit Energiezähler
Der stufenlos regelbare Heizstab Aton nutzt überschüssige Solarleistung von 50 Watt bis drei Kilowatt. Im Set ist ein Energiezähler enthalten, der die verfügbare Leistung detektiert. Die Kommunikation läuft über Cora – via Funk oder Kabel. Aton plus enthält zusätzlich einen CAN-EZ3-Energiezähler mit Modbus RTU, einen S0-Ausgang und vier Eingänge für Sensoren. Damit wird die direkte Kommunikation mit Wechselrichtern und Batteriespeichern ermöglicht.
Insgesamt kann das System auf bis zu zwölf Heizstäbe erweitert werden. Der intelligente Heizstab im Set gewährleistet die sinusförmige Stromaufnahme. Das verhindert Phasenverschiebung und Netzrückkopplungen.
Foto: TA
Autarkie-Boiler
Vielfach bewährt und für Solarstrom optimiert
Seit vier Jahren ist der Autarkie-Boiler von Timo Leukefeld auf dem Markt. Seitdem wurden rund 150 hochgradig energieautarke Mehrfamilienhäuser damit ausgestattet. Der Boiler nutzt ausschließlich Solarstrom, der das Trinkwasser über zwei integrierte Heizstäbe erwärmt. Messungen haben ergeben, dass mit dem Autarkie-Boiler bis zu 90 Prozent der Energiekosten für die Warmwasserbereitung im Vergleich zur herkömmlichen zentralen Warmwasserbereitung eingespart werden. Nun ist das Monitoring auch über eine App möglich. Die Produktgarantie auf den Boiler inklusive elektrischer Teile wurde auf sieben Jahre erhöht.
Solarelektrisch versorgte Mehrfamilienhäuser – weniger Technik
In den vergangenen Jahren hat Leukefeld vollelektrische Energiekonzepte für hochgradig energieautarke Gebäude mit rund 2.000 Wohneinheiten erstellt. Sein Ansatz ist die konsequente Enttechnisierung der Haustechnik. Im Mittelpunkt der Energiekonzepte stehen große Photovoltaikanlagen auf Dächern und an Fassaden, Batteriespeicher, Autarkie-Boiler und Infrarotheizungen, die es mit bis zu 30 Jahren Garantie gibt.
Die Boiler wurden speziell für solarelektrisch versorgte Gebäudetypen entwickelt. Zum einen haben die Gebäude durch sehr gute Dämmung einen niedrigen Heizenergiebedarf, sodass die Warmwasserbereitung einen höheren Anteil an dem Energiebedarf für die Wärmeversorgung hat. Zum anderen sind Solarmodule installiert, der Solarstrom sollte aus wirtschaftlichen Gründen so weit wie möglich selbst verbraucht werden. Die solare Erwärmung des Warmwassers ist ein Hebel, den Autarkiegrad der Gebäude zu erhöhen. Das wirkt sich positiv auf die Pauschalmiete mit Energie-Flatrate aus, die in den Häusern in der Regel angeboten wird.
Ein Heizstab nur für Solarstrom
In dem Autarkie-Boiler sind zwei AC-Heizstäbe integriert. Den ersten Heizstab mit zwei Kilowatt Leistung kann der Nutzer selbst bedienen. Am Thermostat stellt er die gewünschte Temperatur ein. Der zweite Heizstab mit ebenfalls zwei Kilowatt Leistung ist für Solarstrom reserviert.
Per Zeitschaltuhr wird er so gesteuert, dass er von März bis September zum Beispiel von zehn bis 15 Uhr überschüssigen Solarstrom für die Erwärmung des Trinkwassers nutzt. Der Heizstab erwärmt das Wasser auf 70 Grad. Erst wenn die Temperatur auf 50 Grad sinkt, schaltet sich der erste Heizstab zu. So wird der Strombezug aus dem öffentlichen Netz reduziert.
Hohe Autarkie bei Warmwasser
2022 hat die Timo Leukefeld GmbH den Autarkie-Boiler in den Markt eingeführt, nachdem er ihn zuvor zwei Jahre getestet hatte. Aus dieser sechsjährigen Messphase kann Leukefeld bestätigen, dass in der Praxis bis zu 70 bis 80 Prozent Autarkie in der Warmwasserbereitung erreicht werden. Im Vergleich zur zentralen Wassererwärmung ohne Solarstrom
erreichen die Autarkie-Boiler eine Energiekosteneinsparung um bis zu 90 Prozent. In einem Mehrfamilienhaus ist das ein beträchtliches Einsparpotenzial. Darüber hinaus spart man durch die Umstellung von zentraler auf dezentrale Warmwasserbereitung sofort etwa 50 Prozent der benötigten Kilowattstunden ein, da das Wasser nicht laufend zirkulieren muss.
Durch die dezentrale Montage entfällt die jährliche Legionellen-Messpflicht, was für Immobilienbesitzer und Vermieter zahlreiche Vorteile hat. Die für Mehrfamilienhäuser vorgeschriebenen Proben durch Fachbetriebe und Prüfungen in akkreditierten Laboren entfallen. Es besteht keine Gefahr, dass Legionellen gefunden werden und die Anlage aufwendig desinfiziert werden muss.
Sieben Jahre Garantie
Aufgrund der steigenden Nachfrage hat Leukefeld das Angebot weiter optimiert. So gibt es ab sofort sieben Jahre Garantie auf den Autarkie-Boiler inklusive aller elektrischen Teile. Zur langen Haltbarkeit tragen unter anderem die Heizpatronen bei, die sich in zwei innen emaillierten Hülsen befinden. Auf die Weise stecken sie unten trocken im Boiler, was die Lebensdauer der Heizpatronen und insgesamt des Boilers erhöht.
In der neuen App können die Geräte überwacht werden, beispielsweise durch die Vermieter. Sie können damit unter anderem die Temperaturverläufe beobachten. Die Leistung der Heizstäbe kann bis zwei Kilowatt in 500-Watt-Schritten individuell konfiguriert werden. „Darüber hinaus können die Autarkie-Boiler netzdienlich genutzt werden, anders als Durchlauferhitzer“, erläutert Timo Leukefeld. „Künftig müssen Lastspitzen mit den Strompreisen bezahlt werden, bis hin zu kleinen Einfamilienhäusern.“
Zweiter Heizstab nutzt dynamische Stromtarife
Bei dem Autarkie-Boiler kann der zweite Heizstab alternativ über den Wechselrichter der Solaranlage angesteuert werden. Bei niedrigen Netzstrompreisen können alle Speicher über schaltbare Steckdosen angesteuert und geladen werden. Bei hohen Strompreisen können die Speicher temporär vom Netzstrombezug getrennt werden und die Mieter trotzdem warm duschen.
Ein weiterer Vorteil: Autarkie-Boiler können die Effizienz von Wärmepumpen steigern, die im Neubau immer häufiger eingebaut und mit Photovoltaik kombiniert werden. Wenn die Wärmepumpe im Sommer kein Wasser erwärmen muss, steigt ihre Effizienz. Denn sie wird geschont, wodurch sich die Lebensdauer erhöht.
Verschiedene Baugrößen im Angebot
Die Autarkie-Boiler bestehen aus Stahlblech, das Behälterinnere ist mit Emaille beschichtet. Sie sind mit 125, 160 oder 200 Liter Fassungsvermögen erhältlich. Sie werden exklusiv für die Timo Leukefeld GmbH gefertigt und vom Firmensitz in Freiberg aus in Deutschland und Österreich vertrieben.
Alle Informationen zum Autarkie-Boiler sind auf der neuen Website zu finden. Installateure und gewerbliche Kunden können hier direkt bestellen:
