Institut für Solarenergieforschung nutzt Bauteilaktivierung

Neues Sonnenhauskonzept erprobt

Einbau der Bauteilaktivierung in der Decke des Kellers beziehungsweise im Boden des Erdgeschosses im Prototyphaus. © ISFH

Das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) hat ein innovatives Sonnenhauskonzept an einem Testgebäude in Hannover erfolgreich erprobt. Im Durchschnitt konnten über 40 Prozent des Raumwärmebedarfs direkt durch eine sogenannte solarthermische Bauteilaktivierung gedeckt werden. Sie erlaubt besonders im Winter eine Erhöhung des solarthermischen Ertrags um rund 20 Prozent gegenüber einem klassischen Sonnenhaus.

Das neue Konzept ist nach Berechnungen des Projektpartners Helma Eigenheimbau bis zu 35 Prozent günstiger als bisherige Sonnenhäuser, weil sowohl die Betriebs- als auch die Investitionskosten des neuen Gebäudekonzepts geringer ausfallen. Die vollständige Wärmeversorgung des Gebäudes kommt mit weniger als acht Kilowattstunden Strom pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche aus.

Das ISFH, An-Institut der Leibniz Universität Hannover, arbeitet seit Ende 2011 zusammen mit den Firmen Helma Eigenheimbau in Lehrte und Resol Elektronische Regelungen in Hattingen an der Entwicklung eines neuen, kosteneffizienten Konzepts für Sonnenhäuser. Sonnenhäuser sind Gebäude mit hohem Dämmstandard, deren Wärmeversorgung zu mehr als 50 Prozent mit Sonnenwärme erfolgt.

Das neue Konzept besteht aus einer Kombination von einem kleinem Wärmespeicher mit nur einem Kubikmeter Wasser und direkt solarthermisch betriebener Bauteilaktivierung der Gebäudemassen. Bisherige Konzepte verwenden einen großen, zentralen Pufferspeicher mit mehreren Kubikmetern Wasser. Diese Systeme haben jedoch nicht nur einen großen Platzbedarf, sie verursachen auch hohe Kosten und können das Haus im Sommer leicht überhitzen. Der kleinere Wärmespeicher im neuen Sonnenhauskonzept hat geringere Kosten und sorgt für einen Komfortgewinn in der warmen Jahreszeit (weniger Aufheizung des Gebäudes). Statt eines üblicherweise eingesetzten Holzofens kommt eine Wärmepumpe mit kleiner Erdwärmequelle als Nachheizung für sonnenarme Tage zum Einsatz.

Durch die synergetische Verbindung von Erdwärmequelle und Solarkollektoren kann die sommerliche Kollektorstagnation (Überhitzung) nicht nur vermieden werden, sondern die Wärmepumpe arbeitet auch effizienter. Die Erdwärmequelle wird durch Überschusswärme der Solarkollektoren regeneriert und kann dadurch um drei Viertel der konventionellen Größe kleiner dimensioniert werden. Damit ist das Konzept auch für Häuser mit kleineren Gärten anwendbar. Trotz kleiner Erdwärmequelle ist der verbleibende Stromverbrauch gering. Der Energiebedarf von acht Kilowattstunden pro Quadratmeter (kWh/m²/a) für die Wärmeversorgung des Gebäudes liegt deutlich unter dem Passivhausstandard von 15 kWh/m²/a im Jahr.

Während eines zweitägigen Workshops haben die Wissenschaftler Ergebnisse eines Forschungsprojekts zu diesem Thema präsentiert, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie seit Ende 2015 gefördert wurde und nun endete. Quelle: ISFH / sue

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