Altbausolarisierung Dirschedl Vom (K)Altbau zum Sonnenhaus

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1 Altbausolarisierung Dirschedl Vom (K)Altbau zum Sonnenhaus 2 Wohnungen Baujahr 1980 Ziegelmassivbau Umbauter Raum 1484 m3 Wohnfläche 280 m2 Ölzentralheizung Brennstoffbedarf l Heizöl / Jahr

2 Altbausolarisierung Dirschedl Vom (K)Altbau zum Sonnenhaus Sanierungskonzept: Dachdämmung durch Aufdoppelung von außen Fenstertausch mit 3 fach Wärmeschutzglas Fassadendämmung mit Thermohaut. 16 cm mit Wärmeleitgruppe 0,035 Solaranlage mit 42 m2 Kollektoren steil an Firstverlängerung und 4400l Kombipuffer kellergeschweißt.

3 Ausbau vorhandener schimmliger Glaswolle

4 Aufdoppelung Dach Luftdichtung mit OSB-Platten und Klebebänder

5 Firstverlängerung für Kollektoren

6 Kollektormontage

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9 Kellergeschweißter Solarspeicher Maßanfertigung

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13 Energieverbrauch Altbau Dirschedl Endenergie: Strom 450 kwh/jahr Holz 1400 kg 5880 kwh/jahr Ölverbrauch 700 l 7000 kwh/jahr Primärenergie / m² Jahr 21,5 kwh/m² Jahr

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17 4 Wohneinheiten Primärenergiebedarf 8 kwh / m² a

18 DREIFAMILIENHAUS OBERMENZING Primärenergieverbrauch 4,3 kwh/m²a Endenergieverbrauch HilsfstromverbrauchHeizung Lüftung Brennstoff Holz 600 kwh/m²a kwh/m²a

19 ERDGESCHOSS

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23 SEMINAR UND AUSSTELLUNGSGEBÄUDE im Wärmeverbund 100% solare Deckung für Wärmebedarf

24 Sanierung zum Sonnenhaus

25 SONNENHAUS BAUJAHR 1907 Wohnfläche : ca. 200 m² Nutzfläche ENEV AN 439 m² Hilfsstromverbrauch 300 kwh/a Brennstoff Holz kwh/a Primärenergieverbrauch kwh/a ca. 8 kwh/m²a

26 Primärenergieverbrauch 10 kwh / m² a Diergart1 Incl. Haushaltsstrom 37 kwh / m² a

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28 Plus-Energie-Haus nach BMVBS JAHRESBILANZ Primärenergie kleiner 0 JAHRESBILANZ Endenergie kleiner 0 Eben ein Plus-Energie-Haus In der Praxis ein sparsames Gebäude mit elektrischer Wärmepumpenheizung und einer großen PV Anlage. Eine Analyse :

29 Bilanzierungzeitraum? Jahresbilanz Monatsbilanz Stundenbilanz Dynamische Simulation in Echtzeit

30 Nullenergiehaus mit Jährlich steigenden Heizkosten Jahresbilanz Photon 4/2005

31 Eine Wärmepumpe die den PV Strom vom Dach für das Einspeisen ins Heizsystem nutzt, kann nicht mehr als ein Fenster. Nämlich Sonnenlicht in Wärme umwandeln und dem Gebäude zur Verfügung stellen. Nur weniger effizient und aufwändiger.

32 Quelle: Bundesverband Wärmepumpe e.v.

33 Energieflussdiagramm der Wärmepumpe Abwärme Kraftwerk Verteilverluste Bereitstellungsverluste des Brennstoffs Umgebungswärme Erdwärme Grundwasserwärme > 1000 C ca. 40 C Primärenergie ins Kraftwerk Elektrische Antriebsenergie Niedertemperaturwärme ins Heizsystem

34 Lastprofile Strom und Heizung private Haushalte Quelle: Dissertation Dr. Ing Andreas Lange Otto von Guericke Universität Magdeburg

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36 Stadtwerke München

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38 Heizen mit PV Strom Zeitliche Verschiebung von Angebot und Nachfrage Speicherung von Energie Tagesspeicher Strom und Wärme möglich Saisonspeicher Wärme möglich

39 Effiziente Balance zwischen Solarthermie und Photovoltaik

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41 Dachfläche ,5 m² Fensterfläche 9,0 m² Kollektorfläche 103,5 m² Thermisch 45,0 m² PV Module 58,5 m² 7,8 kwpeak

42 Effiziente Balance Solarthermie und Photovoltaik Variante 1 45 m² Thermie PV 7,80 kwpeak Wärmepumpe Strombilanz Winter Heizung und Haushalt kwh Variante 2 45 m² Thermie PV 7,80 kwpeak Pelletsheizung 8520 kwh / Jahr Strombilanz Winter Heizung und Haushalt kwh Variante 3 0 m² Thermie PV 13,49 kwpeak Wärmepumpe kwh / Jahr 6240 kwh Str. / J Stromdefizit Winter Heizung und Haushalt kwh Jahresbilanz Strom Incl. Haushalt kwh Jahresbilanz Strom Incl. Haushalt 335 kwh Jahresbilanz Strom Incl. Haushalt 118 kwh Jahresarbeitszahl Wärmepumpe 3

43 Monatsbilanzen Strom Heizung und Haushalt kwh_1 45 m² Thermie 7,8 kwp Wärmepumpe kwh_2 45 m² Thermie 7,8 kwp Pelletskessel kwh_3 0 m² Thermie 13,5 kwp Wärmepumpe

44 Monatsbilanz Strom incl. Heizung und Haushaltsstrom rot 45 m² Thermie 7,8 kwp und Pelletsheizung Blau 0 m² Thermie 13,2 kwp und Wärmepumpenheizung Jahresbilanz rot Stromplus 335 kwh kwh Pellets Winter Stromsaldo kwh Jahresbilanz grün Stromplus 118 kwh Winter Stromsaldo kwh Differenz 3472 kwh

45 Monatsbilanz Strom incl. Heizung und Haushaltsstrom rot 45 m² Thermie 7,8 kwp und Pelletsheizung Blau 0 m² Thermie 13,2 kwp und Wärmepumpenheizung Jahresbilanz rot Solare Deckung Thermie 60 % Winter Stromsaldo kwh Jahresbilanz grün Winter Stromsaldo kwh Differenz 3472 kwh

46 Monatswerte Solare Deckung 13,2 kwpeak Vorrang Haushaltsstrom Blau 0 m² Thermie 13,2 kwp und Wärmepumpenheizung Solare Deckung Jahreswert 32 % bei Vorrang Haushaltstrom

47 Heizen mit PV und Wärmepumpen Theoretisch möglich, wenn Strom in Batterie zwischengespeichert wird, und die Wärmepumpe auf einen Wasserspeicher heizt. Systemvergleich: Solarthermischer Kollektor Wasserspeicher und Holzkessel zu PV Anlage mit Batteriespeicher (Lebensdauer) Solewärmepumpe mit Erdkollektor und Wasserspeicher Nachweis über thermodynamische Simulation

48 HEIZEN MIT PV-STROM Einfamilienhaus HWB kwh; WWB kwh Nutzenergiebedarf incl. Verteilverluste: kwh Strombedarf für Haushalt und Hilfsenergien: kwh Standort Würzburg, Dachneigung 45

49 Theoretisches Stundenwertmodell Berechnungsbeispiel: PV-Anlage Wasserspeicher Luft-Wasser-Wärmepumpe mit ca. Betrieb nur mit Eigenstrom von PV 6 kwp 5 m³, 5-6 kw el. Zusatzheizung Biomasse Vorrang für Haushaltsstrom Quelle: Dipl.-Ing Wolfgang Hilz

50 Sonnenhaus mit PV + WP Simulationsmodell (Excel-Tabelle mit Stundenwerten): PV-Ertrag* Speicher Mangel Wärmeverbrauch* WP COP** max. 65 C Haushaltsstrom (vorrangig)* WENN 100% Netzeinspeisung * Übertrag Stundenwerte aus Polysun: Außentemp., PV-Ertrag, Strom- und Wärmeverbrauchsprofil ** COP-Werte 3 Betriebsverhalten der WP und Wärmeverluste des Speichers nicht berücksichtigt!

51 Nutzung PV Ertrag Stundenwertebasis Monatssummen

52 Wärmebilanz Speicher Input Output Solare Deckung 43% Bei konstanter Arbeitszahl 3,0

53 Fazit Bei Stundenwertmodellen ergibt sich ein PV Strom Überschuss für die Heizung. Aller Strom muss sofort mittels Wärmepumpe in den Wärmespeicher eingelagert werden. Bei Verwendung eines Batteriespeichers wäre der Betrieb einer Wärmepumpe auch praktisch möglich, Dann aber nicht mehr sinnvoll, weil ja der PV Strom auch für den Haushaltsstrom verwendet werden kann.

54 Fazit Durch Verknüpfung des Wärmebedarfs und des Strombedarfs mit Bivalenter Heiztechnik kann ein Virtueller Stromspeicher entstehen.

55 SONNENKREISLAUF

56 Solarthermie als Wärmepumpe kwh Solarthermie Anlage 100kWh Elektrische Wärmepumpe 3-4 kwh Nutzenergie pro 1 kwh Strom ~ 4 kwh Primärenergie

57 S O L A R H A U S 100 +

58 Kohle-Strom ist zu schade zum verheizen! Georg Dasch Dipl. Ing. (FH) A r c h i t e k t Augsburger Str Straubing Tel.: / Fax: / i n f s o n n e n h a u s i n s t i t u t. d e

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