Forscher untersuchen Versorgungskonzepte

Umweltfreundliches Dach. (Bild: © Dieter Schütz/ pixelio.de  )
Umweltfreundliches Dach. (Bild: © Dieter Schütz/ pixelio.de )

Ein Forschungsprojekt untersucht verschiedene solare Versorgungskonzepte für Ein- und Mehrfamilienhäuser und Stadtquartiere. Der Fokus liegt dabei auf Energiebilanz und Wirtschaftlichkeit. Ausführliche Ergebnisse liegen inzwischen vor.

03.02.2015 – In dem Projekt future:solar, durchgeführt unter Leitung der Technischen Universität Braunschweig, haben Wissenschaftler sechs verschiedene Möglichkeiten zur solaren Energieversorgung analysiert. Ziel war es, das technische und wirtschaftliche Potenzial der Solarenergie für einen regenerativen Anteil von 50 und 100 Prozent an der Energieversorgung von Einfamilienhäusern, Mehrfamilienhäusern und Stadtquartieren zu ermitteln. Dabei wurden auch andere, mit der Solartechnik kombinierbare regenerative Technologien berücksichtigt. Das Ergebnis: Zwei Konzepte sind besonders wirtschaftlich und zudem einfach umzusetzen.

Das erste Konzept für ein Neubau-Einfamilienhaus besteht aus einer mit einem Gasbrennwertkessel kombinierten solarthermischen Anlage zur Wärmeversorgung sowie einer Photovoltaik-Anlage zur Stromversorgung. Die Kollektorfläche, das Wasserspeichervolumen und die Peak-Leistung der Photovoltaik-Anlage berechneten die Wissenschaftler abhängig davon, wie viel Prozent des Energiebedarfs aus regenerativen Quellen gedeckt werden sollte. Für die Datenerhebung eines typischen Neubau-Einfamilienhauses  wurden Faktoren wie die Anzahl der Bewohner und die bauphysikalische Qualität der Gebäudehülle berücksichtigt.

Das zweite Konzept für ein Neubau-Einfamilienhaus beinhaltet eine elektrische Wärmepumpe mit senkrechten Erdsonden für die Heizung und Trinkwassererwärmung sowie eine Photovoltaik-Anlage. Letztere stellt mehr Solarstrom her als im gesamten Jahr benötigt wird. Das Ziel der 100-prozentigen regenerativen Versorgung in der Jahresbilanz ist also insgesamt erreicht, bedeutet aber keine Volldeckung zu jeder Zeit.

Beide Konzepte nutzen eine Fußbodenheizung mit niedrigen Vorlauftemperaturen. Der angenommene Gesamt-Energiebedarf setzt sich aus  dem Heizenergiebedarf und dem Strombedarf für Licht und typische Haushaltsgeräte für ein Jahr zusammen. Auch sämtliche Energiebilanzen beziehen sich auf ein Jahr. Da Photovoltaik eine fluktuierende, also wetterabhängige Energiequelle ist, wird die jeweils angestrebte Energieversorgung von 50 oder 100 Prozent nicht konstant rund um die Uhr erreicht. Überschüssiger PV-Strom  wird an sonnenreichen Tagen ins öffentliche Stromnetz eingespeist und in der Gesamtbilanz gutgeschrieben.

Ist das Ziel eine 100-prozentige grüne Energieversorgung, wäre die Fläche eines Satteldaches beim Neubau-Einfamilienhaus für die erste Systemvariante nicht ausreichend und nur die Kombination von Photovoltaik-Anlage plus Wärmepumpe möglich. Stattdessen müsste das Einfamilienhaus  über ein optimal ausgerichtetes Pultdach verfügen, um die benötigte rund 80 Quadratmeter große Fläche bereitstellen zu können. Auch wirtschaftlich hätte die zweite Systemvariante im Vergleich zur ersten Lösung dann Vorteile. Für eine 50-prozentige Deckung reichen die Dächer typischer Neubauten von Ein- oder Mehrfamilienhäusern und beide Systeme sind wirtschaftlich gleichwertig.  

In dem Projekt „future:solar“ untersuchen die Forscher vier weitere Varianten der Eigenversorgung. Dabei handelt es sich um die Kombinationen Blockheizkraftwerk/Photovoltaik, Holzkessel/Solarthermie/Photovoltaik, Elektrischer Heizstab/Solarthermie/Photovoltaik und Fernwärme/Photovoltaik. Die Szenarien werden auf Ein- und Mehrfamilienhäuser, Stadtquartiere im Neubau und die Bestandssanierung übertragen. Projektpartner sind das Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik der Universität Stuttgart sowie die Unternehmen Solvis, Stiebel Eltron und Uponor. rr

Weitere Informationen sowie Kontakte finden Sie hier.

   

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