Das Sonnenhaus Konzept

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1 Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November

2 Mit was beschäftige ich mich? Sonnenhäuser Deutscher Solarpreis 2006 energieautarke Häuser Deutscher Solarpreis 2011 Gebäude: intelligente Eigenversorgung mit Strom, Wärme und Mobilität aus der Sonne gesunde Innenraumluft autark sein: Lüftung, Kühlung, Wasser Pflege der Muttersprache stärkt Wettbewerbsfähigkeit 2

3 Heizung => das Sonnenhauskonzept gut gedämmtes Gebäude mit optimierter Solarthermienutzung Hauptkriterien Baustandard Sonnenhaus in Deutschland: Dämmstandard gemäß EnEV 2009 minus 30 % oder besser (Transmissionswärmeverlust HT max. 0,28 W/m²K, U Wert Außenwand: 0,14-0,18 W/m²K (mit Ziegel 0,15 0,18 W/m²K noch mgl.) Dach: 0,12 0,16 W/m²K, Bodenplatte bzw. Kellerdecke: 0,20 0,24 W/m²K, Fenster: UW 0,8 1,0 W/m²K) KfW Energieeffizienzhaus 55 Primärenergiebedarf < 15 kwh/m²a (Primärenergiefaktoren Strom 2,6 Holz 0,2) Heizung: Hauptenergieträger Sonne solarer Deckungsgrad Hz + WW > 50% bis zu 100% Nachheizung regenerativ mit Holz 0,5 5 rm/a (jährliche Kosten für Heizung, WW, Lüftung <<

4 Das Sonnenhauskonzept gut gedämmtes Gebäude mit optimierter Sonnenenergienutzung 4

5 Schaltschema des Sonnenhauskonzeptes: Technosophie: Technik wächst mit dem Menschen mit, sie darf Ihn nicht überfordern 5

6 Heizen mit Solarstrom und Luftwärmepumpe? 6

7 Antizyklus: Stromverbrauch/Photovoltaikertrag im Jahresverlauf eigene solare Elektromobilität nur von April bis Oktober möglich Jahreskurve kwh Photovoltaik Ertrag Summe Wärmepumpe+Haushaltsstrom Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Simulation: typ. KfW 55 Haus, 160 m², 8 KW Photovoltaik + Luftwärmepumpe als Plusenergiehauskonzept, Standort: Hannover 7

8 passender: Stromverbrauch/Photovoltaikertrag im Jahresverlauf eigene solare Elektromobilität von Februar bis November möglich Simulation: typ. KfW 55 Haus, 160 m², 8 KW PV, Solarthermie mit Biomasse als Sonnenhauskonzept, Standort Hannover 8

9 Ergebnisse einer Messung: Heizen mit Solarstrom Beispiel Netto Plusenergiehaus Leonberg Prof.Dr. Fisch Technik/Kennwerte: -15 KWP PV - Wärmepumpe mit Erdsonde - BUS Steuerung - 7 kwh Stromspeicher - 7 m² Solarthermie Bildquelle: - Heizwärmebedarf 25 kwh/m²a - Primärenergiebedarf 34 kwh/m²a - Baukosten: ca Euro Messergebnisse 2011 Stromverbrauch: kwh/a solare Deckung: 32 % Eigenverbrauchsquote: 17 % 9

10 Durch Solarthermie zur Solarstromautarkie! Wenn die Einspeisevergütung weiter sinkt und die Stromkosten weiter stark steigen, geht es in den Gebäuden der Zukunft um den solaren Deckungsgrad. Wie kann ich genau dann, wenn im und am Haus Energie benötigt wird (Warmwasser, Heizung, Haushaltsstrom, und Mobilität) aus der Sonne welche bereitstellen? Strom- und Wärmeerzeugung aus der Bauer2 Sonne muss bedarfsgerechter erfolgen und unter Einbeziehung kluger Speicherkonzepte Preis??? und steilerer Solardächer zeitlich an den Verbrauch angepasst werden. Der Weg zur solaren hochgradigen Eigenstromversorgung führt - allem Rummel in den Medien zum Trotz, nicht über die Photovoltaik ANSTELLE von irgendetwas, sondern über die Solarthermie, die man um Photovoltaik ergänzt. 10

11 Sonnenhaus in Hößlinsülz 2012 Kombination Solarthermie und Langzeitwärmespeicher mit Photovoltaik und Akku Bildquelle: Sonnenhaus Institut e.v. (2 WE) 2012, Wohnfläche ca. 230 m², KfW Effizienzhaus 70, Primärenergiebedarf 7,4 kwh/m²a, HWB kwh/m²a, Koll.fl. 54 m², 40, 5 Südabw., solare Deckung Wärme 69%, Speicher l, Zusatzheizung Stückholz (Powall OFKA 30 kw); PV Anlage 5,9 kwp + Akku 8 kwh überwiegend zur Eigennutzung, solare Deckung Haushaltsstrom 77% 11

12 Das energieautarke Haus in Lehrte/Hannover 2011 Kombination Solarthermie und Langzeitwärmespeicher mit Photovoltaik und Akku (1 WE) 2011, Wohnfläche 162 m², KfW Effizienzhaus 55, Primärenergiebedarf 5 kwh/m²a, HWB kwh/a, Koll.fl. 46 m², 45, 0 Südabw., solare Deckung Wärme 65%, Speicher l, Zusatzheizung Stückholz (Powall OFKA 30 kw); PV Anlage 8,1 kwp + Akku 48 kwh überwiegend zur Eigennutzung, solare Deckung Haushaltsstrom 100 % 12

13 Einbringung Großspeicher Quelle: Sonnenhaus Institut e.v. 13

14 Speicher als Gestaltungselement im Wohnbereich Quelle: Sonnenhaus Institut e.v. 14

15 Dimensionierung Sonnenhäuser Quelle: Sonnenhaus Institut e.v. solarer Deckungsgrad: >50 % >60% >70% >80% >90% 100% Dimensionierung Speicher L / m² Koll. :

16 Primärenergieverbrauch von Häusern nach EnEV Stromheizung ist derzeit die ineffizienteste Lösung zur Wärmeversorgung im Niedertemperaturbereich Quelle: Sonnenhaus Institut e.v. 16

17 10/2012 bereits 1300 Sonnenhäuser in Deutschland 17

18 Sonnenhaus in Oberwiesenthal 2011 Solarthermie und Langzeitwärmespeicher Bildquelle: FASA AG (1 WE) 2011, Wohnfläche 100 m², HWB 67 kwh/m²a, Primärenergiebedarf 15 kwh/m²a, Koll.fl. 50 m², 70, 12 Südabw., solare Deckung Wärme 85 %, Speicher l, Nachheizung Stückholz 18

19 Sonnenhaus in Bruckmühl 2012 Solarthermie und Langzeitwärmespeicher Bildquelle: Sonnenhaus Institut e.v. (1 WE) 2012, Wohnfläche 183 m², KfW Effizienzhaus 55, HWB? kwh/m²a, Primärenergiebedarf 20 kwh/m²a, Koll.fl. 34 m² 90 Fassade, 15 Südabw., solare Deckung Wärme 60 %, Speicher l, Stückholzofen 19

20 Sonnenhaus Dasch Baujahr Nutzfläche 135 m² Baukosten solare Deckung WW + Heizung > 60 % Heizenergiebedarf: 40 kwh/m²a Primärenergiebedarf: 12 kwh/m²a Solarthermie: 35 m² (75 ) Solarspeicher: 6 m³ Bildquelle: Georg Dasc

21 Sonnenhaus Lorenz Kumhausen Baujahr Wohnfläche 170 m² - Baukosten inkl. Keller und Garage solare Deckung WW + Heizung 77 % Bildquelle: Sonnenhaus Institut Heizenergiebedarf: 33 kwh/m²a Primärenergiebedarf: 14 kwh/m²a Solarthermie: Prof. Dipl.-Ing. 68 m² Timo (45 ) Leukefeld, Firma Timo Solarspeicher: Leukefeld - Energie verbindet 11 m³ 21 21

22 100 Prozent solar beheizt 22

23 Sonnenhaus Bauer Buglau Donautal Baujahr 1998 Wohnfläche 132 m² - Baukosten solare Deckung WW + Heizung 100 % Bildquelle: Georg Dasch Heizwärmebedarf: 28 kwh/m²h Primärenergiebedarf: 11 kwh/m²a Solarthermie: 75 m² (47 ) Solarspeicher: 27 m³ 23

24 Energetikhaus100 Baujahr 2006 Nutzfläche 135 m² - Baukosten solare Deckung WW + Heizung 97 % Heizwärmebedarf: 40 kwh/m²a Primärenergiebedarf: 5 kwh/m²a Solarthermie: 69 m² (68 ) Solarspeicher: 28 m³ 24 24

25 Besucherzentrum im Bayerischen Wald Baujahr 2000 / Nutzfläche 763 m² - solare Deckung WW + Heizung 100 % Heizwärmebedarf: 11 kwh/m²a Primärenergiebedarf: 7,5 kwh/m²a Solarthermie: 110 m² (80 ) Solarspeicher: 21 m³ Photovoltaik: x 4,8 kwp Bildquelle: Sonnenhaus Institut

26 Das erste 100% solar beheizte Mehrfamilienhaus Europas Baujahr Wohnfläche 1200 m² - Baukosten (Zukunft 1,8 Mill ) solare Deckung WW + Heizung 100 % Heizenergiebedarf: < 10 kw (16 kwh/m²a) Primärenergiebedarf: ca. 4 kwh/m²a Solarthermie: 276 m² (45 ) Solarspeicher: 205 m³ Bildquelle:

27 Sanierung im Bestand zum Sonnenhausstandard 27

28 Freiberg: Gebäude aus dem 16. Jahrhundert Quelle: FASA AG 28

29 60 m² Solardach und 22 m³ Langzeitwärmespeicher Quelle: FASA AG 29

30 75% solare Deckung + zwei Kaminöfen und eine Gasbrennwerttherme 3 WE mit 220 m² Wohnfläche entstanden Quelle: FASA AG 30

31 Altes Rechenzentrum aus der DDR in Chemnitz Quelle: FASA AG 31

32 Langzeitwärmespeicher 10,5 m hoch Quelle: FASA AG 32

33 281 m² Solardach mit 70 Dachneigung 110 m³ Speicher 33

34 Fahrplan Solarwärme 2012 Die direkte Nutzung der Sonne zur Erzeugung von Solarwärme ist die mit Abstand natürlichste und nachhaltigste Form der Wärmeerzeugung. Fahrplan Solarwärme

35 Danke Ihr Timo Leukefeld 35