Jahresbetrachtung eines solarelektrischen Mehrparteienhauses

Die rein solarelektrische Haustechnik schlägt in der energetischen Jahresbilanz die Wärmepumpe bereits um Längen. Dies gilt für Niedrigenergiegebäude mit leistungsstarken Photovoltaikanlagen und einer präzisen Leistungsmodulation der elektrischen Wärmeerzeuger. my-PV hat dies in der Vergangenheit bereits für Einfamilienhäuser und Gewerbeobjekte gezeigt.

Das Projekt in der Südsteiermark

In einem neuen Mehrparteienhaus mit acht Wohneinheiten verwendet jeweils ein Regelgerät „AC•THOR 9s“ von my-PV überschüssige Energieerträge aus einer großen, netzgekoppelten Photovoltaikanlage zur dezentralen Warmwasserbereitung in den Wohnungen und für Elektroraumwärme. Erst die my-PV Technologie macht gewöhnliche Elektrowärmeerzeuger photovoltaiktauglich. Durch die schnelle und präzise Leistungsmodulation werden diese „PV-ready“. Fehlende Energie, zum Beispiel im Winter, wird aus dem öffentlichen Stromnetz bezogen. In Zeiten mit zu geringer Solarstrahlung tritt – sowohl beim Warmwasser als auch bei der Raumheizung – die automatische Temperatursicherstellung in Kraft. Zum größten Teil des Jahres ist das aber kaum oder gar nicht erforderlich. Andere Wärmequellen sind auch nicht notwendig.

Die Haustechnik ist durch „Kabel statt Rohre“ extrem vereinfacht. Technisch bietet dieser my-PV Leitsatz eine lange Liste an Vorteilen, insbesondere gegenüber traditionellen solarthermischen Systemen. Der wesentlichste Vorteil ist jedoch, dass saubere Sonnenenergie erst am Ort des Bedarfs in Wärme umgewandelt wird. Sämtliche Wärmeverluste an Rohrleitungen sind damit vermieden, der Installationsaufwand zur Verkabelung ist vergleichsweise gering. Mit den dezentralen Elektrohängespeichern in den Wohnungen ist dank der my-PV Betriebsweise neben der Sicherstellung einer Mindesttemperatur zudem auch immer eine Speicherreserve vorhanden. Der Warmwasserboiler wird somit zum „Tagspeicher“ für Photovoltaiküberschuss.

Die Vorgeschichte

Zu einem ersten Kontakt zwischen Bauträger und my-PV kam es bereits vor mehreren Jahren auf der Fachmesse „Intersolar“ in München. Einige Jahre später, als das Produktportfolio von my-PV zusätzliche Anwendungsbereiche wie beispielsweise die solarelektrische Raumwärmeerzeugung miteinschloss, trat der Bauträger wieder mit my-PV in Kontakt.

Bei den gemeinsamen ersten Planungsschritten bestand seitens der Partnerunternehmen anfängliche Skepsis gegenüber der neuen Technologie „Photovoltaikwärme“. Für Planer und Bauaufsicht war das solarelektrische Konzept zunächst noch etwas völlig Ungewöhnliches. In einem gemeinsamen Treffen aller Beteiligten konnten die Bedenken dann aber rasch ausgeräumt werden. Die ökologischen, technischen und wirtschaftlichen Vorteile von „Kabel statt Rohren“ sind für erfahrene Bauunternehmen schnell überzeugend. Auch die Mieter standen dem Konzept vorbehaltlos gegenüber und selbst von Seiten der Behörden gab es keinerlei Probleme bei den Genehmigungen, auch nicht wegen der Elektroheizung!

Jahresenergiebilanz

In den 12 Monaten zwischen April 2021 bis März 2022 wurden pro Wohnung im Schnitt 2.068 kWh Strom bezogen. Diese Energiemenge beinhaltet die normalen elektrischen Haushaltsverbraucher wie Küchengeräte, Unterhaltungselektronik und Waschmaschine, sowie natürlich auch die Beleuchtung. Den dezentralen Elektrohängespeichern sind 692 kWh Energie zur Warmwasserbereitung zugeführt worden. Ein Wert der vergleichsweise zunächst sehr gering erscheint, jedoch aufgrund der Vermeidung sämtlicher Wärmeverteilungsverluste durch Zirkulationsleitungen für sparsame Nutzer plausibel ist. Für die elektrischen Raumheizungen wurden 2.656 kWh aufgewendet. Gerade hier zeigt sich die Qualität des energieeffizienten Baustandards.

Abbildung 1: Mittlere Jahresenergiebilanz von acht Wohnungen

Mehr als die Hälfte der Energie für diese drei Sektoren sind dank der Photovoltaikanlagen vor Ort selbst erzeugt worden! Mit einem PV-Eigenverbrauch von 2.814 kWh und einem Netzbezug von 2.601 kWh bedeutet das einen Autarkiegrad von 52 %!

Nicht vor Ort verwendet werden konnten 2.444 kWh, die entsprechend in das öffentliche Netz zurückgespeist worden sind. Daraus resultiert ein PV-Eigenverbrauch von 54 %.

Bei der Betrachtung von Netzbezug und Netzeinspeisung fällt auf, dass im Betrachtungszeitraum fast so viel Strom in das Netz eingespeist worden ist, wie daraus bezogen wurde. Somit sind die Wohnungen mit 94 % bilanziell nahezu energieautark. Dabei betrachtet my-PV aber nicht einfach nur die elektrischen Verbraucher, sondern bezieht immer auch Warmwasser und Raumwärme in die Auswertung mit ein.

Gebäudedaten

• 8 Wohneinheiten (WE)

• Insgesamt 64 kWp, süd-, ost- und westorientiert, 10° Neigung

• Ein Elektrohängespeicher pro WE, 150 Liter, Heizleistung 2,3 kW

• Fläche der Wohnungen 54 – 70 m²

• HWB Standortklima: 36 kWh/m²a

Die Zukunft der Haustechnik

Das Revival der Elektroheizung hat die Fachwelt schon vor über einem halben Jahrzehnt erkannt. Bereits im Juni 2015 veröffentlichte das Magazin „Wirtschaftswoche“ eine entsprechende Prognose von Wissenschaftlern des Fraunhofer Instituts:

„Power-to-Heat ist die Zukunft im Wärmemarkt“ […] Denn wenn Strom künftig nicht verstärkt in Wärme umgewandelt werde, könne die Energiewende sogar scheitern. 

So wie Großkraftwerke vor Jahrzehnten in der Nacht überflüssigen Strom produziert haben, ist es nun die Sonne, die bei entsprechendem Wetter mehr als nötig liefert. In unseren Häusern bietet das nun die Möglichkeit, aus dem Warmwasserboiler und den Bauteilmassen „Tagspeicher“ zu machen. Die dazu nötigen Wärmeerzeuger gibt es praktisch schon ewig, mittlerweile ist aber auch ihre stufenlose Leistungsregelung hoch entwickelt und dank erschwinglicher Preise für jedermann leistbar.

Erst eine präzise, stufenlose Leistungsregelung macht einen elektrischen Wärmeerzeuger zu einem zeitgemäßen, photovoltaiktauglichen Wärmeerzeuger. Erst dadurch wird dieser „PV-ready“!

Dabei war Warmwasserbereitung mit Solarstrom in den letzten Jahren nur der Anfang. Für moderne Gebäude mit zeitgemäßem Dämmstandard und entsprechend dimensionierten PV-Anlagen bietet sich die Möglichkeit, fortan auf konventionelle, wassergeführte Heizungen zu verzichten. Damit einher geht eine signifikante „Enttechnisierung“, denn der Wirrwarr aus Pumpen, Ventilen, Leitungen und großvolumigen Pufferspeichern ist obsolet.

Fazit des Bauträgers

Für dieses neue Projekt in der Nähe von Graz in Österreich wurde vom Bauträger erstmalig die my-PV Technik verwendet. Bisher kamen in der Haustechnik stets konventionelle hydraulische Systeme wie Erd- oder Luftwärmepumpe, Gas, Öl oder Fernwärme zum Einsatz. Neben der drastischen Vereinfachung der Systemtechnik können durch die Sektorkopplung nun erstmals die Bereiche Strom, Warmwasser und Raumwärme zusammengeführt werden, denn im Haus der Zukunft ist alles rein elektrisch, größtenteils solarelektrisch.

Für Mieter ergeben sich auch keine Mehrkosten: „Die Wohnkosten bewegen sich entweder im marktüblichen Segment – oder sogar darunter“, so der Bauträger.

Die my-PV Technik ist leicht umzusetzen und bereits für die nächsten Projekte des steirischen Bauträgers eingeplant. Sein Fazit nach dem ersten Betriebsjahr: „Wenn das Konzept nach anfänglichen Diskussionen erstmal von den Personen verstanden worden ist, dann kommt immer die Frage: Warum machen das nicht alle?“