Das stromautarke Haus Ganzjährig 100% unabhängig mit Pellets & PV

Stefan Ortner, ÖkoFEN GmbH 31.5.2017, Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft 1

Inhalt • • • • • •

Vorstellung ÖkoFEN Der Energieträger Holzpellets Die stromerzeugende Pelletsheizung Gesamtkonzept stromautarkes Haus Erste Pilotanlagen Zukunftsprojekt für größere Leistungen

www.oekofen.com

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Unser Unternehmen Vom Pelletspionier zum globalen Premiumanbieter

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Unternehmen Zahlen und Daten Gründung: 26.10.1989 Mitarbeiter insgesamt: 350 (inkl. verbundene Unternehmen)

Umsatz: 6 000 Heizsysteme + Zusatzprodukte Exportquote: ca. 93% Eigentümer: Familie Ortner www.oekofen.com

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Unternehmen Unsere Vision ÖkoFEN = Ökologische Forschung und Entwicklung

“Wir bereiten den Weg für eine echte Energiewende beim Heizen”

= 65 000 ÖkoFEN Pelletskessel weltweit

www.okofen-e.com

4,5 Mio. to CO2 Einsparung seit 1989

^ =

Emissionen 1/3 aller PKWs in Österreich 1 000 000x Flug von Wien nach New York

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Märkte Niederlassungen & Partner weltweit

65 000 Installationen Weltweit www.oekofen.com

Standorte Europa

Produkte 100% Pellets und Solar

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Unternehmen ÖkoFEN = Ökologische Forschung und Entwicklung …. Technologieführerschaft als Unternehmensziel! …. absolute Spezialisierung auf Pellets! Seit 1997 setzt ÖkoFEN Meilensteine in der Pellets-Heiztechnik und erhielt dafür international prestigeträchtige Anerkennungen

ÖkoFEN präsentiert 1997 die europaweit erste typengeprüfte Pelletsheizung.

ÖkoFEN präsentiert 2004 als weltweit erster Hersteller einen Pellets-Brennwert-Kessel. ÖkoFEN präsentiert 2010 die weltweit effizienteste Pelletsheizung mit integrierter Brennwerttechnik. ÖkoFEN präsentiert 2015 die weltweit erste serienreife stromproduzierende Pelletsheizung. www.pelletsheizung.at

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Vorstellung ÖkoFEN Der Energieträger Holzpellets Die stromerzeugende Pelletsheizung Gesamtkonzept stromautarkes Haus Erste Pilotanlagen Zukunftsprojekt für größere Leistungen

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Warum Holzpellets?

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Klimaschutz Das Ziel von 195 Ländern: Max. +1.5°C Maßnahme Europa: -40% bis 2030 und CO2 neutral bis 2050

Status quo:

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Quelle: AEBIOM Statistical Report 2016

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Klimaschutz Das Ziel von 195 Ländern: Max. +1.5°C Maßnahme Europa: -40% bis 2030 und CO2 neutral bis 2050

Status quo:

http://www.kyotherm.com/en/renewable-heat

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Klimaschutz Das Ziel von 195 Ländern: Max. +1.5°C Maßnahme Europa: -40% bis 2030 und CO2 neutral bis 2050

Status quo:

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Quelle: AEBIOM Statistical Report 2016

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Wir müssen bei 82% aller Gebäude die Heizung auf erneuerbar umstellen www.oekofen.com

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Alles elektrisch? Warum nicht mit Wärmepumpe und PV heizen? Ist das erneuerbar? Typischerweise erreichen Wärmepumpen 20-30% solare Deckung Mit Batteriespeicher etwas über 50% Um nur den Strombedarf einer 10 kW Wärmepumpe zu jeder Jahreszeit mit Sonnenstrom zu decken benötigt man min. 45 kWp PV (= 10x35 m südliche Dachfläche) und einen 40 kWh Batteriespeicher.* Selbst mit 10 kWp PV und Batteriespeicher verdoppelt eine Wärmepumpe den Strombedarf des Hauses (Verdoppelung der Abhängigkeit) Und das vor allem in den Jahreszeiten in denen wenig erneuerbarer Strom für die restlichen Verbraucher (Licht, Elektrogeräte, Mobilität,…) verfügbar ist.

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*Quelle: http://www.e-sieben.at/de/download/Bericht_LuftWP.pdf

Quelle: http://www.pv-magazine.de/archiv/artikel-pvd/beitrag/pv-systemmit-wrmepumpe-idealbetreiben_100019403/720/?tx_ttnews[backCat]=337&cHash=41a0bbdb7 9a7cbca6e3a2c7c2178e266

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Pellets sind … CO2 neutral

= 1 ÖkoFEN Pelletskessel als Ersatz einer Ölheizung

8,5 to CO2 Einsparung pro Jahr*

^ =

Jahresemissionen 3 PKWs (15 000 km/Jahr) 13x Flug von Wien nach New York

*http://calculator.carbonfootprint.com

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Pellets sind… erneuerbar und nachhaltig

Quelle: AEBIOM Statistical Report 2016

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Pellets sind … Effizient

Sauber

Österreich:

Alle Emissionen weit unter EU 2020 Grenzwerte www.pelletsheizung.at

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Pellets erhöhen … die lokale Wertschöpfung

Quelle: AEBIOM Statistical Report 2016

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Vorstellung ÖkoFEN Der Energieträger Holzpellets Die stromerzeugende Pelletheizung Gesamtkonzept stromautarkes Haus Erste Pilotanlagen Zukunftsprojekt für größere Leistungen

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Projekt ÖkoFEN_e Das Ziel: • Entwicklung serienreifes Produkt zur Stromerzeugung aus Pellets welches im kleinen Leistungsbereich einsetzbar ist (geringer Planungs und Wartungsaufwand)

Bisherige Projekte: • Stirlingmotor 1 kWe • Mini ORC 0,5 kWe • Dampfturbine 2 kWe • Dampfturbine 3,5 kWe • Stirlingmotor 4,5 kWe • TEG Generator 0,4 kWe …. www.oekofen.com

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Projekt ÖkoFEN_e Stirling 1 kWe • • • • • • •

2010: Projektstart 2011: Typenprüfung PESmart_e 2012: Erste Pilotanlagen installiert 2013: Weiterentwicklung zu PESmart_e 0.6 2014: Optimierung und stromautarker Betrieb 2015: Serienstart in Österreich 2016: Entwicklung PECondens_e

Fazit: - Technisch herausfordernd - Ein Zugpferd in der Kommunikation (tausende Anfragen seit Projektstart)

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Warum eine stromerzeugende Pelletheizung?

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Im Trend Nicht die Masse, aber wer sichs leisten kann der will…

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Photovoltaik Batteriespeicher E-Mobilität (Tesla) Alles vernetzt und digital / Smart Home

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Photovoltaik, Stromspeicher, E-Mobilität, Vernetzt und Digital (Cloud, Schwarm,…) Smart Home

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28 Bildquelle: Tesla Motors

Heizung? Autarkes Energiesystem? Pellets-KWK, Inselbetrieb, kein Problem bei Netzausfall, regionaler Energieträger, 100% klimaneutral, …

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Holzpellets? Erneuerbar, Feuer, Schornstein, Asche?

Heizung? Wärmepumpe? Günstig, sauber, Stromverbrauch? Atomstrom?

29 Bildquelle: Tesla Motors

Im Trend

Unabhängigkeit als Luxusgut

http://forschung-energiespeicher.info/aktuelles/aktuelles-einzelansicht/2/Wie_Batteriespeicher_das_Stromnetz_entlasten_koennen/

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100% Stromautark • Mit PV und Batteriespeicher •

im Sommer: Jein

•

im Winter: Nein

• Batteriespeicher reicht max. für 1,5 Tage • Bisherige Lösungsmöglichkeit für sonnenlose Tage:

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0% Autarkie ohne PV 30% Autarkie mit PV 70% Autarkie mit PV und Batterie 100%

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100% Stromautark • Mit PV und Batteriespeicher •

im Sommer: Jein

•

im Winter: Nein

• Batteriespeicher reicht max. für 1,5 Tage • Bisherige Lösungsmöglichkeit für sonnenlose Tage:

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0% Autarkie ohne PV 30% Autarkie mit PV 70% Autarkie mit PV und Batterie

100% Autarkie mit PV + Pellets + Batterie

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Zielgruppe • 45 000 neue PV Anlagen pro Jahr (Stand 2015) • min. 40% davon mit Batteriespeicher • Viele davon im Neubau (investiert in Heizung) bzw. mit einer veralteten Heizung • Die Mehrheit davon mit dem Wunsch nach Unabhängigkeit und CO2 Neutralität

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Die Politik Unterstützung zu erhoffen?

https://electricitymap.tmrow.co/ Maßnahmenpakete Klimaschutzplan 2050 Handlungsfeld Gebäude: • Austausch fossil befeuerter Heizungen fördern • Integrale Förderkonzepte für Speichertechnologien (Wärme/Strom) im Gebäudebereich Beides von allen Stakeholdern (Bundesländer, Kommunenvertreter, Verbände, Bürgerinnen, Delegierten) empfohlen. Hohes Einsparungspotential festgestellt.

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Das stromautarke Haus

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Das Gesamtkonzept Weltweit einzigartig:

Schrittweise zum stromautarken Haus Ganzjährige Stromversorgung auch bei Netzausfall (Inselbetrieb)

+

+

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=

Für immer EUR 0,Stromkosten 100% klimafreundliche erneuerbare Energie

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Das Gesamtkonzept Weltweit einzigartig:

Schrittweise zum stromautarken Haus Ganzjährige Stromversorgung auch bei Netzausfall (Inselbetrieb)

+

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Für immer EUR 0,Stromkosten 100% klimafreundliche erneuerbare Energie

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Das Gesamtkonzept Weltweit einzigartig:

Schrittweise zum stromautarken Haus Ganzjährige Stromversorgung auch bei Netzausfall (Inselbetrieb)

+

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Für immer EUR 0,Stromkosten 100% klimafreundliche erneuerbare Energie

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Schrittweise 100% unabhängig Ausgangssituation: Einfamilienhaus mit Öl- oder Gasheizung oder Neubau, Heizleistung 10-16 kW Aufstellmöglichkeit für min. 4,5 kWp PV Panele

Unabhängigkeit Strom

Unabhängigkeit Wärme

0%

0%

Schritt 1:

Heizungstausch Pellematic Condens + Erweiterung e-ready (+ Smart Meter)

0%

100%

Schritt 2:

Photovoltaik Anlage 4,5 - 6 kWpeak

30%

100%

(+ E-Stab power2heat) Schritt 3:

Stromspeicher (10 - 14 kWh)

75%

100%

Schritt 4:

Erweiterung Stirlingmotor

100%

100%

Vorrausseztungen für vollautarken Betrieb: 1. Ab zwei aufeinander folgenden sonnenarmen Tagen max. 10 kWh Stromverbrauch pro Tag 2. Wärmesenke möglich (Kellerraum, Pool, …) 3. PV Panele nicht anhaltend schneebedeckt

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100% Grüne Energie - 0 Euro Stromkosten! - 0 kg CO2 Voller Betrieb bei Netzausfall! 40

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Power2Heat Power2Charge 41

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Pellematic Condens_e Microgen Stirling Motor:

Pellematic Condens: PelletBrennwertkessel

Max. 1 kWe Nominal: 600 W

4 - 13 kW

50 kg

Höchste Wirkungsgrade durch patentierte Brennwerttechnik

Keine Verschleißteile, keine zusätzliche Wartung

Höchster Komfort

Nachrüstung des Stirlingmotors möglich

Sehr leiser Betrieb (max 54 db) 42

Pellematic Condens_e Microgen Stirling Motor:

Pellematic Condens: PelletBrennwertkessel

Max. 1 kWe Nominal: 600 W

4 - 13 kW

50 kg

Höchste Wirkungsgrade durch patentierte Brennwerttechnik

Keine Verschleißteile, keine zusätzliche Wartung

Höchster Komfort

Nachrüstung des Stirlingmotors möglich

Sehr leister Betrieb (max 54 db) 43

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Erste Pilotanlagen Musterhaus Vital Sonnenhaus Pro, Schwertberg Österreich Ziel: Konzept und Praxistest eines Energieautarken Einfamilienhauses • Inbetriebnahme des Gesamtsystems: 12.10.2016 • Kooperationsprojekt verschiedenster Unternehmen • Beheizte Fläche: 150 m² (Erdgeschoss) + 188 m² (Kellergeschoss) • Wärme: 80 m² Solarthermie-Fassadenkollektor, Wärmeenergiespeicher (2 x 4.500 Liter Pufferspeicher, Bauteilaktivierung (Decke, Außenwand), Pellematic Smart_e • Strom: 9,5 kWp PV-Anlage, 12 kWh Fronius Batteriespeicher, Pellematic Smart_e • Solarer Deckungsgrad Wärme: 70% | Solarer Deckungsgrad Strom: 91%

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Erste Pilotanlagen Privathaus, Lembach Österreich Inbetriebnahme: 27.12.16 • 250 m2 beheizte Fläche • 4 Heizkreise Fußbodenheizung, 1 Badheizkörper • 1000 li Pufferspeicher • 4,4 kWp PV • Fronius Symo Hybrid Wechselrichter • Fronius Solar Battery 12 (9,6 kWh nutzbar)

• Visualisierung und Regelung komplett durch Pelletronic • Tägliche Reports per Email

Reporting

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Reporting

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Reporting

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Pellematic e-max

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Pellematic e-max Strom erzeugende Pelletsheizung für den mittleren Leistungsbereich

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- vertraulich -

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Pellematic e-max Strom erzeugende Pelletsheizung für den mittleren Leistungsbereich • •

Thermische Leistung: 55 kW Elektrische Spitzenleistung: 4.5 kWpeak

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Zielgruppe: Gewerbebetriebe, Hotel- und Wohnanlagen – vor allem als Grundlastanwendung in Kombination mit einem Spitzenlastkessel

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Lieferumfang – Pellematic e-max: • •

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Gesamtpaket aus Pelletskessel, Qnergy Stirlingmotor und Fronius Wechselrichter (3-phasige Einspeisung) Gesamtsystem wird inkl. Wechselrichter zertifiziert und der Typenprüfung unterzogen

Hydraulische Anforderungen: • •

Rücklauftemperaturen sollten aus Effizienzgründen so niedrig wie möglich sein – Durchschnittstemperaturen von 50°C sind jedoch kein Problem Vorzugsweise als Grundlastkessel einbinden

Ansonsten keine besonderen Anforderungen an Planung, Installation und Betrieb www.okofen-e.com

- vertraulich -

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Pellematic e-max Qnergy Stirling

Qnergy Controller

Wartungstüre/ Wartungsöffnung (für die manuelle Reinigung des Erhitzerkopfes – nach vorr. 600 h)

Fronius Wechselrichter

Aschebox

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Pilot Installations Fotos Fotos

… installiert … geplant

Fotos

Fotos USA

Pellematic e-max Wirtschaftlichkeitsberechnung •

Varianten für Berechnung: •

• • •

User Case A: Pellematic e-max als Ersatz eines Ölgrundlastkessels; Heizlast >150 kW, 7 000 Vollaststunden pro Jahr User Case B: Pellematic e-max als Ersatz eines Ölgrundlastkessels; Heizlast