Anzeige

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis
Das solar-elektrische 
Wohngebäude

Power-to-Heat: Mit Strom zu heizen galt lange Zeit als unwirtschaftlich und 
klimaschädlich. Mit der Energiewende macht die Elektroheizung am Markt 
Effizienz und Wirtschaftlichkeit gut. Allerdings nur unter bestimmten Vorzeichen.

Energieflüsse und Jahresenergiebilanz mit photovoltaischer Wärmeerzeugung (Quelle: my-PV/ep)

Das schlechte Image elektrischer Direktheizsysteme stammt vor allem aus der Zeit der Nachtspeicheröfen. Schmutziger Kohle- und Atomstrom wurde nachts verheizt, weil die Großkraftwerke nicht runtergefahren werden konnten. Der Strom wurde ohne Hinzugabe von Umweltenergie in das System nur 1:1 in Wärme umgesetzt.

Für die photovoltaische Wärmeerzeugung sind der Warmwasserboiler und die elektrische Fußbodenheizung hingegen „Tagspeicheröfen“. Die Energie stammt nun aus überschüssiger Produktion vom eigenen Dach, sie ist sauber und erneuerbar geworden. PV-Anlagen müssen nicht abgeriegelt werden, der Solarstrom wird zur Gänze genutzt. „Backup“ für die Zeiten mit zu wenig Erzeugung kommt aus dem öffentlichen Netz. In der energetischen Jahresbilanz schlägt die Technologie dabei mittlerweile selbst die Wärmepumpe.

Welche Häuser kommen
 dafür in Frage?

Für ein Einfamilienhaus das wärmetechnisch nach dem heutigen Stand der Technik neu errichtet oder fachgerecht thermisch saniert wird, ist ein wassergeführtes Heizsystem im Hinblick auf Leistung und Materialeinsatz bei der Installation ein Overkill. Die benötigte Heizlast pendelt sich zwischen drei und sechs kW ein. Für diese geringe Leistung ist eine konventionelle Heizung völlig überdimensioniert. Der Grund liegt in der hydraulischen Wärmeverteilung. Diese ist aufwändig und verlustbehaftet. Elektrische Heizungen erzeugen die Wärme aber direkt am Ort des Bedarfs.

Für Gebäude mit einem spezifischen Heizwärmebedarf von 50 kWh pro m2 im Jahr (Niedrigenergiehaus) oder weniger gibt es also mittlerweile bessere und vor allem einfachere Möglichkeiten. Dabei investiert man nicht eine große Summe für die Haustechnik im Keller, sondern nimmt stattdessen einen Teil des Budgets, um seine verfügbare Dachfläche möglichst vollständig mit Photovoltaikmodulen zu füllen.

Das Primärheizsystem rein solar-elektrisch auszuführen, ist nur in Wohnhäusern sinnvoll, die nach heutigem Stand der Technik errichtet oder thermisch saniert wurden.

Für Häuser mit höherer Energiekennzahl lautet die allgemeine Empfehlung hingegen seit jeher, erst eine thermische Sanierung der Hülle vorzunehmen (Fenstertausch, Fassaden- und Geschossdeckendämmung) und erst im Anschluss die Auswahl eines geeigneten Heizsystems vorzunehmen. Energie, die nicht benötigt wird, muss ja bekanntlich gar nicht erst erzeugt werden.

In der thermischen Gebäudesanierung schlummert eines der großen Potentiale für die Energiewende und den Klimaschutz.

Größe der PV-Anlage eines
solar-elektrischen Hauses

Bei einem derartigen Einfamilienhaus bewegt sich der jährliche Energiebedarf für Raumwärme in der Größenordnung von ungefähr 4 000 kWh. Er entspricht also etwa der gleichen Energiemenge, die in so einem Objekt jeweils für Strom, Warmwassererzeugung und für Elektromobilität erforderlich ist.

Um die Energieversorgung aller vier Sektoren zu einem wesentlichen Anteil aus der eigenen Photovoltaikanlage speisen zu können, beträgt die Anlagenleistung typischerweise 10 kWp oder mehr. Dafür sind mit modernen Modulen aber lediglich 50 m2 Fläche erforderlich (Annahme Modulleistung 330 Wp, 1,6 m2 Modulfläche). So viel Platz ist auf den Dächern freistehender Einfamilienhäuser in der Regel verfügbar!

Wie wird die Wärme eingebracht?

Über elektrische Heizmatten in Fußboden, Wand oder Decke. Diese sind jedoch deutlich preisgünstiger als eine wassergeführte Fußbodenheizung und obendrein können die meisten dieser Produkte auch auf bestehenden Estrichen verlegt werden. Für Sanierungen bedeutet dies den überragenden Vorteil, dass nur der Bodenbelag neu gemacht wird und nicht der gesamte Aufbau abgerissen und ersetzt werden muss.

Wie bei wassergeführten Fußbodenheizungen bieten aber auch E-Heizmatten den Vorteil, dass die Masse des Bodens thermisch aktiviert werden kann. Dieser kann somit als Tagspeicher für photovoltaische Überschüsse verwendet werden, Erzeugungsschwankungen werden gut ausgeglichen. In einem Haus mit 120 m2 Nutzfläche kann der Estrich bei nur 4 Grad Erwärmung (z. B. von 22 °C auf 26 °C) immerhin 25 kWh an Energie bevorraten.

Kritische Behaglichkeitszonen wie das Badezimmer können kurzzeitig auch per Infrarotpaneele temperiert werden, generell ist eine Speichermasse wie der Fußboden, die Wand oder die Decke jedoch zu bevorzugen. Die Wärmeleistung der IR-Paneele ist nach diesem Haustechnikkonzept daher üblicherweise nicht stufenlos entsprechend den PV-Erträgen geregelt, eine Verwendung ist nur temporär angedacht.

Autor: R. Hofstätter

Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.

Kommentare

botMessage_toctoc_comments_926
Anzeige

Nachrichten zum Thema

Das Ladesäulenfundament EK980 ermöglicht die flexible Planung des Ladeinfrastrukturausbaus unabhängig vom Säulentyp.

Weiter lesen

Die Deutsche Gesellschaft für wirtschaftliche Zusammenarbeit (DGWZ) bietet das neue Seminar „Notstromversorgung – USV-Anlagen und Ersatzstromanlagen“ an.

Weiter lesen

Aus dem Facharchiv: Elektropraxis Was Stromtankstellen so 
detailreich macht

Nutzer von Elektrofahrzeugen dürfen an kommerziellen Ladestationen gegenüber den Nutzern von Benzin- oder Dieselfahrzeugen an Tankstellen nicht benachteiligt werden. Für die Messung und Abrechnung der geladenen Strommenge müssen 
die gleichen...

Weiter lesen

Bei Umgebungs-Temperaturen über 70 °C oder Höhen oberhalb 2 000 m kommen die Apparateklemmen MC4 zum Einsatz.

Weiter lesen

+++ News +++ Solares Modellprojekt im Ahrtal Faber und Yesss unterstützen Wiederaufbau im Ahrtal

Der technische Dienstleister Faber Infrastructure und die Yesss Elektrofachgroßhandlung haben in dem von der Flutkatastrophe besonders betroffenen Bad Neuenahr mobile Solarkraftwerke zur Stromversorgung eingesetzt.

Weiter lesen
Anzeige