Eine Gasheizung braucht im Winter vor allem … Gas. Fällt die Gaslieferung aus, ist die Heizung auch aus und das Haus bleibt kalt. Was noch zu bedenken ist: Fällt der Strom aus, bleibt die Heizung auch aus, denn sie braucht zum Betrieb Strom. Und der Strom kostet zudem, allerdings fallen die Kosten mit 53€ pro Jahr moderat aus. Ob sich eine solare Strom-Unterstützung für die Gasheizung lohnt und wie man dem Strom-Blackout vorbeugen kann, beleuchtet dieser Beitrag.
Der Beitrag dient der Vorbereitung für die Auslegungen eines Notstromsystems, das bei einem Stromausfall die kritischen Bereiche im Haus (Heizungssteuerung mit Brenner-Stromversorgung, Internet Router,Kühltruhe und Beleuchtung des Treppenhauses) zumindest für 24 Stunden mit Strom versorgt. Der Beitrag ist damit Teil meiner persönlichen „Prepper- und Maker-Story“ getreu dem Pfadfinder Spruch „Allzeit bereit“.
Stand: 01.02.2025
Messungen
Vorgehen
Über einem kühlen Januartag wurde der kumulierte Stromverbrauch und die elektrische Leistung einer Gasheizung (Vaillant rexola bifferal, störungsfreier und sparsamer Betrieb seit 1992) gemonitort.
Messaufbau
Für Die Messungen des Stromverbrauchs der Heizung wurde lediglich eine WLAN-Steckdose mt Energiemessfunktion (Shelly Plus Plug S) eingesetzt. Ein kleines Script auf der Steckdose misst jede Sekunde den Strom, mittelt den Strom über eine Minute und überträgt die Werte jede Minute an einen Internetserver, der die Daten in einer Datenbank ablegt. Die Auswertung erfolgt mit einem selbstgeschriebenem PHP-Script.
Messergebnisse
In 24 Stunden benötigt die Gasheizung zusätzlich zum Gas auch 0,84kWh Strom (Abb. 1 rechts)
Abb. 1: Leistung in Watt und kumulierte Leistung (Energie) in kWh für 24 Stunden Betrieb. Die Nadeln in der Leistungskurve zeigen, wann der thermische Zünder – ein Glühkopf – in Betrieb geht. Ein Gasventil wird so lange offengehalten, bis der Kessel seinen Solltemperatur von 50°C wieder erreicht hat. Es sind Zeiten erkennbar, in denen die Heizung seltener zündet – das sind die Zeiten der Nachtabsenkung. Als Grundlast benötigt die Heizung dauerhaft etwa 22 Watt für die Umwälzpumpe der Fußbodenheizung. Es ist eine moderne Grundfos2 verbaut. Wesentlich mehr Leistung benötigt die ältere Umwälzpumpe, eine Grundfos1, für den Brauchwasserkessel. Der kumulierten Leistung rechts ist zu entnehmen, dass die Heizung in 24 Stunden insgesamt 0,84 kWH Strom benötigt.
Abb. 2: Zum Vergleich ist der Zeitverlauf der Außentemperatur für den Messtag dargestellt. Drei Temperaturfühler lagen auf der überdachten Terrasse des Wohnhauses, es kann bis zu drei Grad kälter gewesen sein. Die Temperaturmessungen wurden im Rahmen des Projektes Steel4Bees (Entwicklung einer innovativen Bienenstockwaage) erhoben.
Abb. 3: Seit mehreren Jahren erfolgt eine thermische Überwachung der Heizung. Die rote Kurve gibt die Rauchrohrtemperatur an. Jeder Peak kennzeichnen einen Aufheizvorgang, dabei werden etwa 0,1 Kubikmeter Gas verbraucht. Die blaue Kurve zeigt die Vorlauftemperatur der Fußbodenheizung. Die hohen Peaks am Rauchrohr zeigen, wann der Brauchwasserkessel aufgeheizt wird. Die abfallende Vorlauftemperatur (blau) kennzeichnet die Zeiten, in denen die Heizung auf Nachtbetrieb abgesenkt ist – hier von 0 Uhr ist 5 Uhr und von 12 Uhr bis 15 Uhr. Das Haus ist gut isoliert, es sind auf 110qm etwa 1600m Polyethylen-Heizrohre in den Estrich eingebracht. Die Heizungsberwachung erfolgt mit den Temperatursensoren und der Internetplattform aus dem Projekt Biene40.
Kostenschätzungen
Annahmen
Eine Kostenschätzung für den Stromverbrauch erfolgt mit folgenden heuristischen Annahmen:
- Die Heizung zeigt, wenn sie in Betrieb ist, immer das Verhalten wie in der Messung
- Die Heizung ist von Ende September bis Mitte Anfang Mai (7 Monate, 210 Tage) in dieser Form in Betrieb.
Energieverbrauch
Dann wird eine gesamte elektrische Energie benötigt:
210 Tage * 0,84kWh/Tag = 176 kWh
Energiekosten
Bei einem Strompreis von 30Ct pro kWh entspricht das 53€ im Jahr.
Ammortisation
Der durchschnittliche Strombedarf ist, von den kurzen Peaks abgesehen, deutlich unter 100 Watt. Dazu genügt tagsüber eine kleine Solaranlage (Balkonkraftwerk mit Speicher), wenn das Solarpanel mit Südausrichtung und fast vertikal montiert werden kann. Das Angebot an so Anlagen mit Speicher ist überschaubar. So kostet eine Lösung mit 890 Watt Peakleistung und einem Speichervolumen von 1600 Wattstunden 969€.
(https://priwatt.de/stecker-solaranlagen/ohne-halterung/pribasic-duo-ohne-halterung/SW10961.1)
Damit würde es mehr als 18 Jahre benötigen, bis die Gestehungskosten allein für die Anlage erreicht sind. Durch Selbstbau wirdm insbesodere der Speicherlösung, wird man einiges sparen können, allerdings wird man auch hier nicht unter 600€ investieren müssen. Setzt man die Anlage nur für die Heizung ein, lohnt sich das aus betriebswirtschaftlchen Gründen sicherlich nicht.
Anders kann die Kalkulation aussehen, wenn weitere Verbraucher wie WLAN-Router, Kühlschränke oder gar Klimaanlagen, die dann in Betrieb sind, wenn die Heizung nicht läuft, mit eingerechten werden.
Absicherung für den Notfall
Wie immer, wenn es um Sicherheitsfunktionen geht, ist eine Abschätzung z.B. nach dem Risikobegriff des BSI sinnvoll:
Risiko = Schadenshöhe * Schadenseintrittswahrscheinlichkeit.
Die Schadenseintrittswahrscheinlichkeit (ein Stromausfall von mehreren Tagen) ist heute noch eher unwahrscheinlich. Die Schadenshöhe ist eher hoch: Wieviel wäre es wert, dass das Haus im Winter eben nicht auf unter 10°C abkühlt …? Zur Zeit ist das Risiko also wohl eher gering. Allein das Gefühl, auch für den eher unwahrscheinlichen Fall gerüstet zu sein, kann zur Lebensqualität ( … für Prepper …) beitragen. Insbesondere Maker werden hier für sich einen Zusatznutzen entdecken, da der Selbstbau einer kleinen Anlage an sich schon Freude bereitet. Monetäre Überlegungen beschränken sich dann auf die Abschätzung, was man für sein Hobby ausgeben will.