2 – Systemauslegung

Dimensionierung der Komponenten für den Referenzfall 1000 L Milch/Tag. Konzept: Milchabwärme → Wärmepumpe (Strom aus PV) → Natriumacetat-Latentspeicher.

2.1 Wärmepumpe

Die WP entzieht der Milch die Wärme (Verdampfer ~0 °C) und gibt sie bei >58 °C an den Speicher ab (Kondensator ~63 °C). Die Verdichterarbeit landet mit im Speicher:

Q_Speicher = Q_Milch + W_elektrisch
COP        = Q_Speicher / W_elektrisch
W_el       = Q_Milch / (COP − 1)

COP	Strom/Tag	Wärme in Speicher/Tag
2,5	25,6 kWh	64,0 kWh
2,6 (Referenz)	24,0 kWh	62,4 kWh
3,0	19,2 kWh	57,6 kWh

Leistungsauslegung (18 h/Tag Laufzeit): Kälteleistung ~2,1 kW, Heizleistung ~3,5 kW, el. Leistung ~1,3 kW.

Wichtig: Durch die WP wird mehr gespeichert als die reine Milchabwärme (62,4 statt 38,4 kWh/Tag).

2.2 PV-Anlage

Auslegung auf Jahresbilanz des WP-Strombedarfs (Standort Süddeutschland, ~1.000 kWh/kWp·a, ~5 m²/kWp).

Größe	Wert
Jahresstrombedarf WP	~8.760 kWh/a
Leistung	~8,8 kWp
Dachfläche	~44 m²

Bei einer typischen Stalldachfläche von mehreren hundert m² problemlos verfügbar.

2.3 Netzbezug durch die Wintermonate

Die WP läuft täglich, die PV liefert saisonal. Monatsbilanz (gerundet):

	kWh/a
Jahresbedarf WP	8.760
Netzbezug (Okt–Feb)	~1.940
Sommerüberschuss (Mär–Sep)	~1.960

Netzbezug ≈ 22 % des Jahresbedarfs – fällt komplett in die Monate Oktober bis Februar. Der Sommerüberschuss entspricht fast genau dem Winter-Zukauf (bilanziell ausgeglichen, zeitlich verschoben).

Diese 22 % gelten mit Batterie (Tag-/Nacht-Ausgleich). Ohne Batterie eher 50–60 %, da die WP rund um die Uhr läuft, die PV aber nur tagsüber.

2.4 Batteriespeicher

Aufgabe: nur Tag-/Nacht-Versatz überbrücken (kein saisonaler Ausgleich – das ist mit Batterie unmöglich).

Größe	Wert
WP-Last pro Tag	24 kWh
zu überbrückende Nachtlast	~14–16 kWh
empfohlen nutzbar	~15–18 kWh
Nennkapazität (LFP)	~20 kWh
Autonomie	~1 Tag

Mehr Kapazität senkt den 22-%-Winteranteil nicht – der kommt aus dem saisonalen PV-Mangel, nicht aus dem Tag-/Nacht-Versatz.

2.5 Latentwärmespeicher (Natriumacetat)

Speichergröße = Wärme je Abholzyklus ÷ Energiedichte. Beispiel 14-Tage-Zyklus, Modus latent_plus_hub:

Größe	Wert
Energie je Zyklus	62,4 · 14 ≈ 873 kWh
Masse	~9.600 kg
Volumen	~7,4 m³

Skalierung linear mit Zyklusdauer und Milchmenge. Details zu LKW-Auslastung und Abholrhythmus siehe Dokument 3.

2.6 Saisonaler Grundkonflikt

Wärmeerzeugung und Wärmebedarf laufen gegenläufig:

Sommer: viel PV-Strom, viel Abwärme – aber wenig Heizbedarf.
Winter: hoher Heizbedarf – aber wenig PV (22 % Netzbezug) und gleicher Abwärmeanfall.

Das ist die zentrale Schwäche des Konzepts und der Grund, warum im Winter nur wenige Haushalte beheizt werden können (Dokument 3).

3.1 KiB Raw Permalink Blame History Unescape Escape