09/2019 Fossilfrei Heizen – Solarenergie im Fokus

Avatar of BEN BEN - 30. August 2019 - Klimaschutz

Zbynek Burival/Unsplash.com

Zbynek Burival/Unsplash.com

Europa könnte bis 2050 komplett mit Strom aus erneuerbaren Quellen versorgt werden.

 

Studie Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK),
International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA),
European Climate Forum, März 2010

 

Wie Wärme und Warmwasser fossilfrei erzeugt werden, ist den meisten klar - mit regenerativen Energien. Im „Erneuerbare Energien-Wärme-Gesetz“ (EEWärmeG § 2) sind regenerative Energieträger und deren verpflichtenden Nutzungsanteile definiert: Geothermie, Umweltwärme, Solarstrahlung sowie feste, flüssige oder gasförmige Biomasse. Dagegen bleiben die stofflichen Eigenschaften von Dämmstoffen außer Betracht. Momentan werden weder gesetzlich noch über Förderbedingungen konsequente Vorgaben zur Vermeidung erdölbasierter Produkte gemacht. Auch der intensiv diskutierte Entwurf des neuen GEGs (Gebäude-Energie-Gesetz), bietet zur Verwendung ökologisch verträglicher und CO2-armer Materialien wenig Halt.

In Moosburg wollen die Bauherrn konsequente Wege auf dem Weg zur Fossilfreiheit gehen. So entschieden sich einige für Holzheizungen in Verbindung mit Solarthermie. Vorteil bei dieser Konzeption ist die gute Ökobilanz von Holz, die mit einem vergleichsweise niedrigen Primärenergiefaktor gekoppelt ist. Nachteil bleibt, dass es sich aber um eine Verbrennung, mit den damit verbundenen Emissionen handelt und die Verfügbarkeit von Holz begrenzt ist. Andere Bauherren wählten daher Luft-, Erd- oder Grundwasserwärmepumpen mit eigens produziertem Solarstrom. Wegen ihrer unbegrenzten Verfügbarkeit ist aber vor allem die Nutzung von Solarenergie interessant. Hier kommt das „Sonnenhaus“, für das es freiwillig einzuhaltende Maximalwerte gibt, als einer von vielen möglichen Ansätzen ins Spiel. Mindestens 50% des Energiebedarfs für Heizung und Warmwasser (z.B. nach den Kriterien des Sonnenhaus-Instituts) werden beim „Sonnenhaus“ vor Ort aus solarer Strahlungsenergie erzeugt und gespeichert. Der Restbedarf wird über erneuerbare Energien gedeckt.

Folgende Themen sind ausschlaggebend für den Erfolg der Nutzung von Solarenergie:

Gebäudehülle
Der spez. Transmissionswärmeverlust sollte die EnEV um mind. 15% unterschreiten (KfW55/40 Unterschreitung HT`-45%-60%).

Warmwasser, Heizung und Pufferspeicher
Niedrigtemperatur-Flächenheizungen sind Voraussetzung zur Solarenergienutzung. Der Wärmebedarf kann mit Solarthermie in Verbindung mit einer regenerativen Zusatzheizung und einem Puffer-Wasserspeicher, womöglich mit Temperaturschichtung (ca 150l–300l Speichervolumen zu m² Kollektorfläche) gedeckt werden. Alternativ kann die Wärme auch mit Solarstrom, Wärmepumpe und Batteriespeicher erzeugt werden.

Solarthermie und Photovoltaik intelligent kombinieren
Ein Solarhauskonzept bietet sich vor allem da an, wo genügend Flächen für Kollektoren am Gebäude zur Verfügung stehen. Sinnvoll erscheint eine Kombination aus Solarthermie mit hoher solarer Deckung für Heizungsunterstützung und Warmwasser kombiniert mit Photovoltaik für den Anlagen-, Haushalts- und ggf. Mobilitätsstrombedarfs. Die Ökobilanz, Lebensdauer sowie der Wirkungsgrad, die Dimensionierung und die Ausrichtung von Kollektoren zur Wärme- und Stromgewinnung sind bei jeder Anwendung und jedem Produkt unterschiedlich und sollten vorab untersucht werden.

Monitoring und Fazit
In einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme in Freiburg wurden 9 gebaute Solarhäuser messtechnisch bezüglich Erzeugung und Ertrag untersucht, mit dem Ergebnis, dass solar betriebene Gebäude schon heute zu den wirtschaftlichen Konzepten zählen und bei voraussichtlich steigenden Strom- und Brennstoffkosten zukünftig immer attraktiver werden.

Abb.: Anlagenschema Solarheizung Hofer Sonnenhaus, Quelle: Beispielhafte Bauten, Planung Fickenscher Architektur+, Hof

Abb.: Anlagenschema Solarheizung Hofer Sonnenhaus, Quelle: Beispielhafte Bauten, Planung Fickenscher Architektur+, Hof

Autor: Veronika Reisser, BEN


Neuer Kommentar

1 Kommentare

fickenscher architektur+
Uwe Fickenscher, Architekt, Stadtplaner und Energieberater

06. September 2019

Toller Beitrag zum Thema Solarenergienutzung an Gebäuden. Freilich bleibt die Frage bei jedem Projekt spannend: Solarthermie oder Photovoltaik? oder beides und wenn ja - in welcher Gewichtung? Speicher? Wärmespeicher oder Stromspeicher - oder beides - mit Zusatzheizquelle oder als Wärmepumpenkonzept? Die Fragen müssen bei jedem individuell geplanten Projekt geklärt werden und die Antworten ergeben sich aus Gebäude-Energie-Simulationen und ingenieurmäßigen Berechnungen - im Laufe der Zeit auch über Erfahrung und Routine. Am Ende aller Simulationen landet man beim Sonnenhaus-Konzept mit seinen unvergleichlich niedrigen Primärenergie-Kennzahlen. Es ist gut zu wissen, dass Plus-Energie-Gebäude machbar sind und für die Zukunft ökologisch und ökonomisch die richtige Entscheidung.