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Nutzklassen der Solarthermie am Beispiel eines Eigenheims

Solarthermie gibt es in drei Nutzklassen. Sie unterscheiden sich grundsätzlich, zwischen ihnen gibt es keinen fließenden Übergang. Dieser Umstand ist ernstzunehmen. Wir erläutern die Nutzklassen am Beispiel eines durchschnittlichen Einfamilienhauses im Bestand und im Neubau.

Das Beispielshaus im Bestand und als Neubau

Unser typisches Altbau-EFH ist ausgestattet mit einer 15 Jahre alten Ölheizung mit Heizkörpern, es ist altbautypisch gedämmt (zum Beispiel Fenster erneuert oder Dach gedämmt), und es hat 130 m² Wohnfläche für drei Bewohner; sie verbrauchen 90 bis 100 Liter Warmwasser pro Tag und 2.500 Liter Heizöl im Jahr.

Bild aus einer Neubausiedlung mit drei Beispielen auf einem Bild Auf den Dächern leicht zu erkennen: Links keine Rendite, rechts nicht viel, in der Mitte eine konsequente Investition

Nur ein Zehntel des Heizöls dient der Warmwasserbereitung. Zwei Zehntel gehen drauf für den Ausgleich von Heizungsverlusten. Aber sieben von zehn Litern Heizöl heizen die Räume. Die Heizungsverluste entstehen in der Heizungsanlage, hauptsächlich am Kessel. Damit ist nicht der Mehraufwand gemeint, der beim Heizen durch schlechte Dämmung der Wände oder Fenster entsteht; dieser ist in den sieben Zehntel enthalten.

Die entsprechenden Zahlen für das neugebaute EFH: 130 m² Wohnfläche; 1.200 m³ Gasverbrauch pro Jahr; drei Personen mit 90-100 Liter täglichem Duschwasserverbrauch. Es ist ausgestattet mit Gasbrennwertkessel, Fußbodenheizung und entspricht dem Dämmstandard nach EneV 2009.

Nutzklasse MX

Nkl-MX-Altbau Brennstoffeinsparung im Beispielshaus Altbau mit Nutzklasse MX Eine typische MX-Anlage für das Beispielshaus besteht aus einer großen Kollektorfläche von 24 m² und einem 1000 Liter-Puffer, der die Wärme in Schichten speichert. Die gesamte Systemtechnik ist so geregelt, dass der Heizkreis und die externe Warmwasserbereitung aus dem Speicher bedient werden. Dieser steht im Mittelpunkt, er erhält seine Temperaturen vorrangig aus der geernteten Sonnenwärme und wird nur im Bedarfsfall durch den Heizkessel unterstützt. Die vorhandene Heizungsanlage muss (und kann in vielen Fällen ohne Neuanschaffung) entsprechend optimiert werden. Dass der Pufferspeicher ohnehin benötigt wird, führt zur erheblichen Entlastung des Heizkessels, sodass er seinen Dienst um viele Jahre länger leisten kann.

Auf diese Weise kommt eine Einsparung von etwa 35 Prozent pro Jahr zustande, etwa 50 Prozent im Neubau-EFH mit einer Anlage gleicher Größe. Die Einsparung ist durch Simulationsrechnung am PC vorab hinlänglich genau ermittelbar. Warum nur hinlänglich? Während die solare Einsparung ziemlich genau berechenbar ist, fehlen bislang brauchbare Simulationsprogramme, die imstande wären die durch optimierte Fahrweise des Kessels erzielte Einsparung vorab zu ermitteln. Die Kosten für die typische MX-Anlage liegen bei 17.000 bis 19.000 Euro im Bestand, bei 14.000 bis 16.000 im Neubau.

Auf die Anhebung des Rücklaufs wird bei dieser Anordnung verzichtet, Pufferspeicher und Heizkessel können daher parallel geschaltet werden. Die "Kilowattstunde Sonnenwärme" muss nur durch den Speicher und gelangt dann direkt in den Heizkörper oder wird zur Erwärmung des Duschwassers genutzt. Wenn die Sonnenwärme zur Beheizung und Warmwasserbereitung von März bis Oktober ausreicht, ist in dieser Zeit der Heizkessel weitgehend abgeschaltet. Er fährt nur auf den Pufferspeicher, dadurch fallen seine Taktzeiten (Ein- und Ausschaltvorgänge) um 50 bis 90 Prozent! Das alles verbessert den Jahresnutzungsgrad erheblich.

Im Ergebnis kann ein solches System viel solare Wärme liefern (hoher solarer Deckungsanteil), und durch das verbesserte Betriebsverhalten des Heizkessels (steigender Kesselnutzungsgrad) ist die prozentuale Brennstoffeinsparung deutlich höher als der solare Deckungsanteil. Zu beachten: Im Neubau sind im Sonnenhaus-Standard bis zu 100 Prozent Brennstoffkosten einsparbar.

Nutzklasse ST

Nkl-ST-Altbau Brennstoffeinsparung im Beispielshaus Altbau mit Nutzklasse ST Eine typische ST-Anlage ist ein Solarindustriepaket zur Unterstützung der Heizung mit 12 m² Kollektor und 750 l Kombipufferspeicher und Rücklaufanhebung. Sie kostet 8.000 bis 12.000 Euro und spart immerhin etwa 15 Prozent des gesamten Wärmeverbrauchs im Bestand, 30 Prozent im Neubau-EFH.

Bei der herkömmlichen Rücklaufanhebung sind Solarkollektoren, Pufferspeicher, Heizkessel und Heizkörper in Reihe geschaltet. Die Kilowattstunde Sonnenwärme muss erst durch den Speicher, dann durch den Heizkessel und gelangt zuletzt in den Heizkörper zum Verbrauch. Der Heizkessel bleibt im Mittelpunkt und muss daher das ganze Jahr in Bereitschaft eingeschaltet bleiben. Diese Erhöhung der Rücklauftemperatur zum Heizkessel führt zur Verminderung der Brennwertnutzung, zu höheren Kesselverlusten und durch den reduzierten Restwärmebedarf auch zu höherer Kesseltaktung.

Diese bereits traditionell gewordene solare Rücklaufanhebung (solare Kesselbeheizung) verschlechtert den Jahresnutzungsgrad (das ist der tatsächliche Wirkungsgrad) des Heizkessels. Im Ergebnis kann ein solches System zwar einiges an solarer Wärme am Wärmemengenzähler aufweisen (also einen theoretisch hohen solaren Deckungsanteil belegen); durch das verschlechterte Betriebsverhalten des Heizkessels (das ergibt einen sinkenden Kesselnutzungsgrad) ist die prozentuale Brennstoffeinsparung deutlich geringer als der solare Deckungsanteil.

Nutzklasse WW

Nkl-WW-Altbau Brennstoffeinsparung im Beispielshaus Altbau mit Nutzklasse WW Eine typische WW-Anlage besteht aus 4 m² Kollektorfläche und einem 300 Liter-Boiler. Sie kostet 4.000 bis 5.000 Euro und dient ausschließlich der Warmwasserbereitung ohne den Anspruch außerdem die Heizung zu entlasten. Manche Anbieter preisen bis zu 60 Prozent Ersparnis an und übergehen die Frage: 60 Prozent wovon? Denn 60 Prozent von einem Zehntel des Wärmehaushalts ergeben tatsächlich nur 6 Prozent des gesamten Wärmebedarfs im Altbau (das ergibt etwa 100 Euro Ersparnis im Jahr). Im Neubau bleibt der Warmwasserbedarf derselbe während der Heizbedarf geringer ist; daher braucht das Warmwasser 15 Prozent des Wärmebedarfs im Neubau-Einfamilienhaus.