Konzept und erste energetische Bilanzierung von zwei Energieautarken Häusern in Freiberg / Deutschland

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1 Konzept und erste energetische Bilanzierung von zwei Energieautarken Häusern in Freiberg / Deutschland Concept and first energy-balance results of two energyautonomous houses in Freiberg Co-Autoren: C. Philipp, T. Leukefeld, S. Riedel, U. Gross Thomas Storch / Institut für Wärmetechnik und Technische Thermodynamik

2 Kennzahlen a b c d Vergleichskenngrößen Energieautarkes Haus (EAH) Wohnfläche / A N (EnEV) / V beheizt 162 m² / 191 m² / 596 m³ Kollektorfläche ST / PV / Dachneigung 46 m² (a) / 58 m² (b) / 45 Speichergröße Warmwasser / Akkumulator Stromverbrauch (alle Verbraucher)* Primärenergieverbrauch* jährlicher Heizwärmebedarf* Kaminofen (wassergekühlt) Planer: Fa. HELMA Eigenheimbau AG 9,12 m³ / 58 kwh (c) 2000 kwh/a 7 kwh/m²a ~ 41,4 kwh/m²a 25 kw * geplant 2

3 Hydraulikkonzept 3

4 Wärmeschutz Energiesparbodenplatte (Styrodur 3035CS; λ = 0,036 W mk, U B = 0,158 W m²k ) Außenwände: monolithische Ziegel (Poroton T8-42,5-P; λ = 0,08 W mk ) Fenster: 3-fach-verglast (U g = 0,6 W m²k ) Jalousien: Schutz vor zu großer Sonneneinstrahlung (Sommer) 4

5 Messtechnik Wärmemengenzähler (8 bzw. 13 Stk./Haus, Sontex, f(q ) ± 2%) Elektroenergie (8 Hauptzähler, ~ Σ36 Unterzähler/ Haus, f(w el ) ± 1%) Globalstrahlung, Raumtemperatur, - feuchte Versorgung der Messtechnik über öffentliches Netz (außer E-Zähler) Bilanzierung Unterscheidung der beiden Energieautarken Häuser hinsichtlich: bewohntes EAH: 2 Kinder, 3 Erwachsene (Familie Leukefeld) gewerblich genutztes EAH: 2 4 Personen (Büronutzung: Mo - Fr) 5

6 Wärmeströme durch Wände und Böden Außenwand Warmwasserspeicher Kühldecke (bewohntes EAH) Erdboden 6

7 Elektroenergie (Gewinn-Verbrauch) (Fr) 7

8 Elektroenergie (wöchentlicher Verbrauch) (Fr) 8

9 W el / kwh/monat 1. Konzept Energieautarkes Haus 2. Messungen 3. Energetische Bilanzierungen Elektroenergie (kum. Verbrauch) Jahreshochrechnung* (aus Jan-Mai 2014) bewohntes EAH Büronutzung eines EAH bewohntes ~ 2200 Büronutzung ~ 1900 * kwh/a zusätzliche Komponenten: Brunnenpumpe (~ kwh/a); BUS-System (~ kwh/a) 1. Ziel: Gesamtverbrauch 2000 kwh ist erreichbar 9

10 W el / kwh / Monat (G / kwh/m²) Globalstrahlung / kwh/m² 1. Konzept Energieautarkes Haus 2. Messungen 3. Energetische Bilanzierungen Elektroenergie (Energieautarkie) bewohntes EAH 0 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 G (kwh/m²) PV-Erzeugung Bezug * kwh/a Einspeisung Hausverbrauch Berlin ( )* Freiburg ( )* EAH (horizontal) EAH (45 ) Monat Globalstrahlung: Jan- Mrz 2014 über Jahresdurchschnitt 10

11 W el / kwh / Monat (G / kwh/m²) 1. Konzept Energieautarkes Haus 2. Messungen 3. Energetische Bilanzierungen Elektroenergie (Energieautarkie) 1000 bewohntes EAH 1000 Büronutzung des EAH Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 0 Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 G (kwh/m²) G (kwh/m²) PV-Erzeugung PV-Erzeugung Bezug Bezug * kwh/a Einspeisung Einspeisung Hausverbrauch Hausverbrauch Ziel: Elektroenergieautarkie scheint erreichbar => ist noch weiter zu evaluieren 11

12 kwh/monat kwh/monat 1. Konzept Energieautarkes Haus 2. Messungen 3. Energetische Bilanzierungen Wärmemengen (kum.) bewohntes EAH Büronutzung eines EAH Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Solarthermie Holzkamin Heizung Zirkluation Warmwasser Jan 14 Feb 14 Mrz 14 Apr 14 Mai 14 Solarthermie Holzkamin* Heizung Zirkluation Warmwasser geringerer Warmwasserverbrauch geringere Solarthermieerträge Heizwärmebedarf abhängig vom Nutzerverhalten 12

13 Zusammenfassung Autarkie eines Einfamilienhaus durch intelligente Nutzung der Sonnenenergie Solarthermie & Photovoltaik zur Verbrauchsdeckung, inkl. Speicherung Verbrauchssenkung: W el 2000 kwh/a, im EAH erreichbar Elektroenergieautarkie scheint mit EAH erreichbar Überschüsse zur Nutzung von E-Mobilität vorhanden Ausblick fortführen des Monitorings über weitere Messperioden notwendig Verbrauchsoptimierung, Überprüfung der Energieautarkie & Wohnbehaglichkeit Bestimmung realer Verlustwärmeströme (Wände, Boden, ) Einbindung eines Elektromobils mit angepasster Ladesteuerung 13

14 Monitoring von Energieautarken Häusern Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Dipl.-Ing. Thomas Storch TU Bergakademie Freiberg Institut für Wärmetechnik und Thermodynamik Gustav-Zeuner-Str Freiberg

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