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Sonnenhaus

Das 1. Sonnenhaus in der Region entsteht in Meßkirch

Im September 2011 fand der Spatenstich für das 1. Sonnenhaus in der Region statt. Das Niedrigst-Energiehaus in Holzbauweise wird in Meßkirch gebaut. Der Energiebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird zu mehr als 60% durch die 40m2 große Solaranlage abgedeckt. “Herzstück” wird der 10.000 Liter fassende Pufferpeicher sein.

 

Bericht aus dem Südkurier (29.10.2011):

Pufferspeicher senkt Heizkosten

Ein neues Heizkonzept, das derzeit in der Region einmalig sein dürfte, entsteht im „Sonnenhaus“ am Hauptbühl in Meßkirch. Bauherren des Niedrigenergiehauses in Holzständerbauweise mit entsprechender Isolierung und einem vakuumisolierten 10 000-Liter-Pufferspeicher sind Manuel und Anja Nabenhauer.

Der zirka 5,50 Meter hohe Pufferspeicher reicht vom Keller über zwei Stockwerke. Zusammen mit der 40 Quadratmeter großen Solaranlage werden 60 bis 70 Prozent des Wärmebedarfs bis etwa Mitte Dezember abgeben, erläutert Manuel Nabenhauer. Die Nachheizung erfolgt durch etwa 600 bis 700 Kilogramm Pellets. Durch die kontrollierte Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung und Erdvorwärmung für Wand- und Fußbodenheizung sollen die Heizenergiekosten auf etwa einen Euro pro Quadratmeter Wohnfläche sinken.

Quelle

Bericht aus der Schwäbischen Zeitung (21.11.2011):

Erstes Sonnenhaus steht am Hauptbühl II

Das Heizkonzept im Sonnenhaus

Über die Hälfte des Jahres-Wärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird im Sonnenhaus mit einer thermischen Solaranlage gedeckt. Die Nachheizung des Pufferspeichers erfolgt ebenfalls regenerativ, beispielsweise durch einen wohnraumbeheizten Holzofen mit Wassereinsatz. Ein Flächenheizsystem sorgt mit seiner Strahlungswärme für hohen Wohnkomfort bei niedrigen Heizmitteltemperaturen.

Hinter der Idee eines Sonnenhauses stecken die gesammelten Erfahrungen, dass die Kraft der Sonne ausreicht, um ein gut gedämmtes Haus teilweise oder auch völlig mit Heizenergie zu versorgen. Allerdings scheint die Sonne nicht immer dann, wenn Heizbedarf besteht. Manchmal ist ihre Kraft aber auch so stark, dass sie mehr Energie liefert, als gerade benötigt wird. Diese Energie wird in großen Pufferspeichern mittels Wasser gespeichert, das mit der Kraft der Sonne erwärmt wird.Per Definition ist es ein Sonnenhaus, wenn mehr als 50% der Energie für Heizung und Warmwasser über Sonnenenergie erzeugt wird.

Funktionsweise eines Sonnenhauses:

Um ein Haus zuverlässig mit Sonnenkraft zu beheizen, sind einige Dinge zu beachten. Das Sonnenhaus-Institut, in dem sich Architekten, Ingenieure und Solartechniker organisiert haben, hat die wichtigsten Regeln zusammengefasst, die beim Bau eines Sonnenhauses zu beachten sind:

  • Die Dämmung des Gebäudes entspricht dem Standard EnEV 2016. Hinsichtlich der Dämmung ist ein Sonnenhaus kaum noch besser als ein normales Standard-Gebäude.
  • Der solare Deckungsgrad sollte mindestens 50 Prozent betragen. Höhere Werte – bis hin zu 100 Prozent – sind erwünscht und auch machbar.
  • Wärme, die nicht solar erzeugt werden kann, soll durch die Verbrennung von Holz gewonnen werden. Denn Holz ist ein nachwachsender Rohstoff.
  • Sonnenenergie sollte auch passiv genutzt werden: Hier helfen große, nach Süden ausgerichtete Glasflächen, die zur Beheizung beitragen.
  • Der jährliche Primärenergiebedarf soll 15 Kilowattstunden pro Quadratmeter und Jahr nicht übersteigen. Sowohl Sonne als auch Holz sind klimaneutral. Lediglich zum Betrieb der Heizungspumpen mit Strom sowie zum Beispiel für den Transport des Brennholzes wird konventionell erzeugte Hilfsenergie verbraucht.

Um das gewünschte Ergebnis einer möglichst hohen solaren Deckung zu erreichen, muss der Bauherr zunächst investieren:

  • in eine große Kollektorfläche. Soll eine hundertprozentige Deckung erreicht werden, wird bestenfalls das komplette Süddach mit Solarkollektoren gedeckt, am besten mit steiler Neigung. Wird lediglich eine Deckung von 50 Prozent plus X angestrebt, reichen auch geringere Flächen.
  • in den Pufferspeicher im Gebäude, in dem die gewonnene Sonnenenergie gespeichert wird.

Hier finden Sie Antworten zu den am meisten gestellten allgemeinen Fragen zum Sonnenhaus:

1. Ist eine solare Vollversorgung möglich?
Beides zusammen ist grundsätzlich auch möglich, wenn ausreichende Solarfläche am Grundstück vorliegt. Die Grundvoraussetzung für solare Vollversorgung ist eine anhaltende Reduzierung des Energieverbrauchs vor allem im Winter, wenn die Solaranlage nicht immer ausreichend Energie liefert, um den Energieverbrauch zu decken. Es wird deshalb auch ein größerer Wärmespeicher oder Stromspeicher benötigt. Ein günstiger Klimastandort ohne Nebel spiel eine positive Rolle. Um auch den kältesten, sonnenärmsten Winter problemlos zu überstehen, muss für entsprechende Sicherheit bei der Auslegung der Solarkomponenten oder für ein Backup-System als Notversorgung gesorgt werden.
2. Wo liegt die sogenannte goldene Mitte bei der Auslegung der Solarkomponenten?
Wirtschaftlichkeit hängt von verschieden Faktoren ab: Entwicklung des Preises für Wärme, Strom und Solarkomponenten, Förderungsbeträge, Zinsniveau. Wer sich auf Dauer unabhängig machen will, strebt einen hohen solaren Deckungsgrad an und die am Gebäude zur Verfügung stehenden südseitigen Flächen zur Bestückung mit Solarkollektoren nutzt. Wenn etwa die Hälfte bis zwei Drittel der Solarfläche für die solare Wärmeerzeugung eingesetzt wird, hat sich am kosteneffektivsten erwiesen. Denn der Wärmebedarf macht den meisten Teil beim Energieverbrauch im Haushalt aus, wenn auch andererseits Strom die kostbarere Energieform ist. Was die Sromversorgung angeht, können sich Batteriespeicher zunehmend rechnen, wenn die Vergütung für das Einspeisen weiter sinkt und der vom Netz bezogene Strom noch teuerer wird.
3. Wie hoch sind die Investitionskosten für eine Sonnenheizung und rechnet sich das überhaupt?
Die Vollkosten und die Wirtschaftlichkeit einer Sonnenheizung sind nur im Vergleich zu einem konventionellen, zeitgemäßen Referenzsystem zu betrachten. Eine fundierte Berechnung der Wirtschaftlichkeit wie nach der Annuitätenmethode, berücksichtigt auch Kapitalzins und Betriebskosten. Wenn eine Gastherme als Referenzsystem angenommen wird und man von einer durchschnittlichen Preissteigerung für Energie von 8% ausgeht, macht sich eine 30m²-Solaranlage in etwa 20 Jahren bezahlt. Die restlichen 10 oder mehr Jahre ihrer Lebensdauer wird Gewinn erreicht. Die Amortisationszeit wird entsprechend durch eine Förderung reduziert. Bei größeren Solaranlagen tritt der Umschlagspunkt zwar erst etwas später ein, gleicht sich dann dieser Nachteil in den folgenden Betriebsjahren mehr und mehr aus. Nach dem Prinzip „einmal investiert, ein Leben lang gewinnt“ ist eine hochdeckungsgradige Sonnenheizung für Investoren mit langfristig angelegter Nutzungsplanung anziehend.
4. Wie lange kann ein Pufferspeicher Wärme speichern?
Die Kapazität eines Warmwasserspeichers hängt von seinem Volumen und der brauchbaren Temperaturunterschied ab. Der Speicher kann außerhalb der Winterzeit durch die Kollektoren auf bis zu 95°C aufgeheizt werden, solange der Ertrag den aktuellen Verbrauch übersteigt. Wenn der Verbrauch höher als der Solargewinn ist, wird das Wasser wieder kälter. Wenn dabei die Minimalgrenzen für Warmwasser ca.45°…60° und Raumheizung ca.30°…35° in den entsprechenden Speicherschichten unterschritten werden, muss nachgeheizt werden. Das bedeutet, dass 1 m³ Wasser maximal 50 bis 60 kWh Wärme am Tag speichert, was für den Wärmebedarf eines gedämmten Hauses am Wintertag ausreicht.
5. Wie vermeidet man im Sommer eine Überhitzung?
Die Solaranlage kann ab einer gewissen Speichertemperatur abgeschaltet werden und stillgesetzt werden. Das heißt, dass die Solarflüssigkeit im Kollektor in den Dampfzustand übergeht. Die Sicherheitseinrichtungen sorgen dafür, dass dieser Dampfzustand gesteuert ist. Man muss den Dampfzustand bei großen Anlagen vermeiden, um Komponenten möglichst zu schonen. Deshalb wird der Kollektor in der Nacht als Heizkörper eingesetzt, um den Speicher wieder zu kühlen und so am Folgetag einen stillstandsfreien Solarbetrieb zu ermöglichen. Die Rückkühlung auf ca.65°-70 °C vermindert die Wärmeabstrahlung des Speichers. Bei einem Speicher von 7 m³ mit 20 cm-Isolierung beträgt die Wärmeabstrahlung ca. 500 Watt. Dieser Wärmeeintrag ins Gebäude stellt kein Problem dar. Zur Sicherheit wird zwischen Ummantelung und Dämmung des Speichers für eine Hinterlüftung gesorgt.

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