22.12.2018

Solarautarke Häuser bestehen den Leistungstest

Im sächsischen Freiberg entstanden vor rund sechs Jahren zwei energieautarke Einfamilienhäuser als Pilotprojekt. Der Bauherr selbst zog mit Familie als Testperson ein. Messergebnisse bestätigen den beiden Solarhäusern nun eine hohe Autarkie.

Bei den energieautarken Einfamilienhäusern in Freiberg stimmen Simulation und Wirklichkeit fast exakt überein: So belegt es der Ergebnisbericht nach vier Jahren Monitoring, den die Technische Universität Freiberg nun veröffentlicht hat. Die Gebäude, die in Nachbarschaft zueinander stehen, wurden als Pilotprojekte für bezahlbare energieautarke Wohnhäuser von den Solarexperten Prof. Timo Leukefeld und Stephan Riedel gebaut. 2013 wurden sie bezogen: In einem lebt Leukefeld mit seiner Familie, das andere nutzt er als Büro für seine Firma. „Unsere Simulation ist eine Punktlandung“, sagt Leukefeld zum positiven Ergebnis. Wie nun wissenschaftlich bestätigt, konnten im Jahr 2016 rund 69 Prozent des Wärmebedarfs mit der Solarthermie-Anlage gedeckt werden, in der Stromversorgung mit Photovoltaik waren es sogar 99,6 Prozent.

Beim Wohnhaus hatte Leukefeld im Vorfeld einen solaren Deckungsgrad von 65 Prozent für die Wärmeversorgung simuliert, real lag er im Jahr 2016 bei 68,5 Prozent. Für die Stromversorgung waren 100 Prozent prognostiziert, in dem gleichen Jahr waren es laut Monitoring-Bericht 99,6 Prozent. Die Familie wohnt mit viel Technik: In jedem der beiden Häuser sind 190 Messsensoren installiert. Technikaffin muss man da schon sein.

Die Einfamilienhäuser haben jeweils eine Wohnfläche von jeweils 162 m². Auf dem nach Süden ausgerichteten 45 Grad steilen Dach sind auf 46 m² Solarkollektoren installiert. Der Langzeitwärmespeicher hat ein Fassungsvermögen von 9,1 m³. Ein Kamin mit 25 kW Leistung steht für die Nachheizung bereit.

Vertrauen in die Solarenergie aufbauen

Auf dem gleichen Dach sind weiterhin 58 m² Photovoltaikmodule montiert. Die PV-Anlage hat eine Leistung von 8,4 kW. Blei-Gel-Akkus mit 58 kWh Speicherkapazität speichern den Solarstrom zwischen, der gerade nicht direkt im Haus verbraucht werden kann. Die Bauherren freut es, dass die simulierten Werte für die solare Energieversorgung fast exakt eingetroffen sind. „Das ist oft nicht der Fall“, sagt Leukefeld, „und wenn große Differenzen dann auch noch bei Prestigeprojekten auftreten, ist es umso kontraproduktiver. Damit wird viel Vertrauen in die Möglichkeiten der Solartechnik zerstört.“.

Als Beispiel nennt er das Effizienzhaus Plus mit Elektromobilität, das Ende 2011 in Berlin eingeweiht wurde. Bei dem 2,2 Millionen teuren Modellvorhaben für die Energieversorgung mit Photovoltaik und Wärmepumpe war der Stromverbrauch laut Monitoring-Bericht in der ersten Messperiode rund 75 Prozent höher als prognostiziert, berichtet Leukefeld. Gleichzeitig lag der Ertrag der Photovoltaikanlage etwa 20 Prozent unter den Erwartungen. Dies habe dazu geführt, dass in dieser Messperiode nur 9 Prozent der prognostizierten Energieüberschüsse produziert wurden. Im zweiten Messzeitraum seien die Ergebnisse zwar besser ausgefallen, lagen aber immer noch deutlich unter der Prognose, wie der Monitoringbericht des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik belege.

Ziel: Autarkie in allen Sektoren

„Unser Ziel war es, zu zeigen, wie integrales Denken für Strom, Wärme und Mobilität im Bauen funktioniert und hohe Autarkie in allen drei Sektoren erreicht werden kann“, sagt Leukefeld. Dieses Ziel sieht er bei seinem Projekt in Freiberg erfüllt. Auch beim Primärenergiebedarf schneiden die energieautarken Häuser sehr gut ab. Der spezifische Primärenergiebedarf für die Wärmeversorgung war mit 7 kWh/m²a berechnet. Real lag er in den Jahren 2014 bis 2016 zwischen 4,9 und 8,6 kWh/m²a und damit zum Teil noch unter dem prognostizierten Wert. Der Wärmeverbrauch war in den Jahren 2014 bis 2017 zum Teil witterungsbedingt um 16 bis 33 Prozent erhöht. Trotzdem übertraf die solare Deckung des Wärmbedarfs des bewohnten Hauses in den Messperioden die Planungsdaten von 65 Prozent. Um überschüssige Wärme im Sommer zu nutzen, gönnte sich Leukefeld sogar noch einen kleinen Pool im Garten. Weiterhin wird mit einer Erdsonde passiv gekühlt.

„Ein Haus als Tankstelle für Solarstrom: Das ist die Zukunft“

„Eine 100-prozentige Stromautarkie wurde in den ersten zwei Jahren unter anderem aufgrund unterdurchschnittlicher Ein Haus als Tankstelle für Solarstrom: Das ist die ZukunftEinstrahlungswerte und einiger technischer Defekte nur knapp verfehlt“, berichtet Leukefeld. Mit dem solaren Deckungsgrad von 99,6 Prozent im Jahr 2016 wurde sie laut Bericht jedoch fast erreicht. Der geplante geringe Gesamtstrombedarf in dem Wohnhaus von 2.000 kWh/a konnte mit 2.065 bis 2.245 kWh/a bis 2016 nutzerunabhängig sehr gut erreicht werden. „Das ist sehr sparsam, wenn man bedenkt, dass fünf Personen in dem Haus leben“, kommentiert Leukefeld. Der Strom aus der Photovoltaikanlage wird auch für das Elektroauto genutzt. Die Familie fährt damit rund 7.000 Kilometer im Jahr. In zehn bis elf Monaten tankt sie ausschließlich Solarstrom. „Ein Haus als Tankstelle für Solarstrom: Das ist die Zukunft“, sagt Leukefeld.

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