Ende 2012 gab es in Deutschland bereits mehr als 1.300 Solar-Aktiv-Häuser. Ihr Kennzeichen: Mindestens die Hälfte des Wärmebedarfs decken solarthermische Anlagen. Forscher untersuchen und bewerten dieses Konzept erstmals wissenschaftlich. Jetzt liegen die ersten Messergebnisse von sieben Ein- und Mehrfamilienhäusern vor.
Im Projekt "HeizSolar" untersuchen das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE), Solar- und Wärmetechnik Stuttgart (SWT), die Technische Universität Ilmenau sowie das Sonnenhaus-Institut Gebäude, deren Energiebedarf zur Beheizung und Trinkwassererwärmung zu 50 bis 100 Prozent mit thermischer Solarenergie gedeckt wird. Ziel ist es, das Konzept des solarthermischen Heizens wissenschaftlich zu fundieren und mit den gewonnenen Messdaten aus neun typischen Gebäuden dynamische Simulationsmodelle zu entwickeln und zu validieren.
Im baden-württembergischen Rottenburg steht ein Solar-Aktiv-Haus, welches als Vorbild dienen kann. Es wird rein regenerativ mit Solaranlage und Pelletofen beheizt. Zusätzlich verfügt es über eine kontrollierte Lüftung, die an einen Erdwärmeübertrager gekoppelt ist. Die 34 Quadratmeter Sonnenkollektoren sind in die 15° geneigte Südfassade integriert und dienen zusätzlich als Wärmedämmung. Die steile Anordnung der Kollektoren reduziert den solaren Ertrag im Sommer; ein Dachüberstand verschattet die Kollektoren teilweise.
Ein typisches Problem: Um im Jahresdurchschnitt hohe solare Erträge zu erreichen, ist unter anderem eine große Kollektorfläche erforderlich. Dadurch ist im Sommer das Solarwärmeangebot meist deutlich größer als der Wärmeverbrauch. Thermische Speicher mit einer großen Kapazität sind erforderlich. Um eine Überhitzung des Systems zu vermeiden, kann der Speicher in einigen Gebäuden in der Nacht über die Sonnenkollektoren abgekühlt werden.
Speichergröße beeinflusst solaren Nutzungsgrad
Dass im kleinen Warmwasserspeicher des baden-württembergischen Solar-Aktiv-Hauses die Wärme nur für kurze Zeit gespeichert werden kann, wirkt sich in den Wintermonaten aus. Der solare Nutzungsgrad liegt jedoch noch immer auf einem hohen Niveau, fällt aber mit zirka 30 bis 40 Prozent in diesem Zeitraum geringer aus als bei anderen vermessenen Solar-Aktiv-Häusern. Beispielsweise die Häuser in Gomaringen und Braunschweig verfügen über einen 9,3 beziehungsweise 47,1 Kubikmeter großen Speicher.
Die steile Anstellung der Kollektoren sowie ein relativ hoher Trinkwarmwasserbedarf – bezogen auf das Solarwärmeangebot – wirken sich in Rottenburg während der Sommermonate positiv auf den solaren Nutzungsgrad aus. Dieser beschreibt das Verhältnis zwischen der solarthermisch erzeugten Nutzwärme und der insgesamt auf der Aperturfläche der Kollektoren zur Verfügung stehenden Strahlungsenergie.
Alle sieben Solar-Aktiv-Häuser erreichen solarthermische Deckungsanteile zwischen 50 und 100 Prozent. "Um die einzelnen Gebäude objektiv miteinander vergleichen zu können, müssen aber noch weitergehende Untersuchungen stattfinden", schränkt Sven Kobelt von der SWT ein. "Ein Grund ist, dass sich das Nutzerverhalten stark auf das Betriebsverhalten der solarthermischen Anlagen und damit auch auf den solarthermischen Deckungsanteil auswirkt."
So wird etwa das Solar-Aktiv-Haus in Braunschweig als Bürogebäude genutzt und hat mit 457 Kilowattstunden pro Jahr einen deutlich geringeren Wärmeverbrauch für Trinkwassererwärmung als die anderen untersuchten Einfamilienhäuser mit bis zu 2.538 Kilowattstunden pro Jahr. Bei den drei untersuchten Mehrfamilienhäuser in München, Ergolding und Gomaringen musste berücksichtigt werden, dass die zur Verfügung stehende Kollektorfläche pro Bewohner geringer ist als in den betrachteten Einfamilienhäusern. Das Projekt wird seit September 2010 mit 1,13 Millionen Euro vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert. Quelle: Bine.info / 117pgl