Case two

Bei dem betrachteten Objekt handelt es sich um ein Einfamilienhaus in NÖ, welches im Jahr 2005 ausgebaut und thermisch generalsaniert wurde. Aus ökologischen Überlegungen wurde damals eine Pellets Anlage für Heizung und Warmwasserbereitung installiert, die bis heute zufriedenstellend und ohne größere Probleme funktioniert.

Die mittlerweile guten Wirkungsgrade von Wärmepumpen und Nutzung von Sonnenenergie geben Anlass, um eine Adaptierung der Anlage vorzunehmen.

Vision
Schon bei der Sanierung des Hauses 2005 war uns der ökologische Gedanke, ein Heizsystem auf Basis erneuerbarer Energie zu verwenden, wichtig. Damals waren die Wirkungsgrade von Solarenergiesystemen oder Wärmepumpen noch nicht so zufriedenstellend, sodass wir uns für eine Pelletsheizung entschieden haben. Mittlerweile sind aber sehr effektive, alternative Energiesysteme verfügbar. Auch die Möglichkeit einer autarken Energieerzeugung ermuntert uns, über etwaige Verbesserungen des aktuellen Heizsystems nachzudenken.

Was soll verbessert werden
Suboptimal ist beim derzeitigen System, dass im Sommer, die Pellets Anlage nur zur Warmwasserbereitung hochfahren muss. Hier wären eventuell Alternativen überlegenswert die gerade im Sommer effizienter wären. 

Erwartungshaltung vor der Detailrecherche
Von der Detailrecherche erwarte ich mir Informationen zu Wirkweisen, Anschaffungskosten und Betriebskosten von alternativen Energieformen. Im Idealfall kristallisiert sich eine bevorzugte (Zusatz)Alternative zur Pellets Anlage heraus.

Örtliche Voraussetzungen

Hausgröße, Standort
2-geschossiges Haus mit 165m2 Wohnfläche (Brutto-Geschoßfläche 218m2), genutzt von 3 Personen, im Bezirk Krems Land. Aus dem Standort ergeben sich folgende Kennzahlen gemäß Energieausweis:

  • 217 Heiztage im Jahr
  • Norm-Außentemperatur: -12 ˚C
  • Heizgradtage: 3644 Kd/a (Kelvin Tage pro Jahr)

Für die Anbringung einer etwaigen Photovoltaik Anlage steht ein Nebengebäude (Garage) zu Verfügung, mit Flachdach, Ausrichtung Süd-West und 30m2 Fläche. 

Aktueller Verbrauch (Strom/Heizung/Warmwasser)
Derzeitiger Verbrauch für Heizung und Warmwasserbereitung sind etwa 4,5 Tonnen Pellets pro Jahr. Der gesamte Stromverbrauch beträgt etwa 3.300 kWh pro Jahr.
Der Heizwärmebedarf HWB beträgt laut Energieausweis 67 kWh/m2 

Existierende Installation

Leistung kW existierender Anlage
Die Pellets Anlage hat eine Nennleistung von 5-15kW.

Heizungsinstallation (Radiatoren, Fußbodenheizung)
Die Beheizung erfolgt über Flächenaustragung, in einer Kombination aus Fußboden- und Wandheizung (Niedertemperaturheizung).

Ausgearbeitete Handlungsoptionen
Für diese „Fallstudie“ haben wir verschiedene Webadressen recherchiert, um Informationen zu gewinnen und um verfügbare Berechnungsmodelle zu verwenden, um Hinweise zu finden, welche alternativen Energieformen ideal für das betrachtende Objekt wären.

Wir fanden im Besonderen die Webseite www.energieinstitut.at sehr informativ, um grundlegende Informationen über erneuerbare Energie zu bekommen und wie man sein Haus umweltfreundlicher gestalten kann bzw. finden sich hier auch Berechnungswerkzeuge, die einen Hinweis auf Kosten und Einsparungsmöglichkeiten geben.

Für das betrachtete Objekt kommen prinzipiell folgende Energieformen in Frage:

  • Pellets (Weiterführung des bereits verwendeten Systems)
  • Wärmepumpen
  • Sonnenenergie

Für nähere Informationen zu den Energieformen siehe Alternative Energien

Berechnung alternativer Energiesysteme
Für die Berechnungen wurden die Werte der ‘örtlichen Voraussetzungen’ verwendet, je nachdem welche Parameter auf den Web-Plattformen abgefragt wurden. Eine erste gute Orientierung betreffend des optimalen Heizsystems findet man auf 

Heizungsmatrix auf Energieinstitut Vorarlberg

Mit der Heizungs-Matrix kann man feststellen, welche Heizungssysteme für ein Haus empfehlenswert sind. Diese Matrix ist einfach aufgebaut, einfach zu bedienen und gibt einen schnellen Überblick, welche Adaptierungen an einem Haus sinnvoll erscheinen.

Parameter, die man kennen muss, um das Werkzeug zu bedienen sind der Heizwärmebedarf am Standort des Gebäudes in kWh pro m2 und Jahr, bzw. gegebenenfalls das Alter des Objektes und den Grad einer getätigten Sanierung.

Für das betrachtete Objekt scheint die bereits bestehende Pellets Anlage offenbar eine sehr gute Option zu sein, für die Warmwasseraufbereitung gibt es aber die Empfehlung für Solarthermie oder Wärmepumpe + Photovoltaik.

Berechnung Photovoltaik (PV)
Herkömmliche Solarmodule haben eine ungefähre Größe von 1,7 m2 und erzielen bei guten Bedingungen etwa 350 Watt Peak (Höchstwert, etwa 0,2 kWp/m2). Bei der zu Verfügung stehenden Fläche von 30m2 wäre somit eine Photovoltaik Anlage mit 5-6 kWp realisierbar. 

Berechnung Photovoltaik auf www.energieinstitut.at

Dieses Tool gibt einen Überblick darüber, wie viel Strom aus Sonnenenergie gewonnen werden kann. Um diesen Rechner effizient nutzen zu können, muss man den aktuellen Stromverbrauch pro Jahr wissen. Darüber hinaus ist für die Berechnung der Photovoltaikanlage die Ausrichtung des Daches relevant, sowie die Dachneigung bzw. die möglichen Anstellwinkel der PV-Paneele.
Je nachdem wie viel Geld investiert werden kann, gibt es die Berechnung mit oder ohne Batteriespeicher.

Bei diesem Berechnungsmodul kommt man auf einen Ertrag von 4.385 kWh/Jahr, der durch eine Photovoltaikanlage realisierbar wäre. Der Grad der Eigennutzung hängt davon ab, ob man einen Batteriespeicher verwendet oder nicht. Ohne Speichermöglichkeit beträgt der Nutzungsgrad knapp über 28%, dieser kann durch das Verwenden von Batteriespeichern auf 41% erhöht werden.

Allerdings muss man berücksichtigen, dass sich die Anschaffung eines Batteriespeichers finanziell zurzeit nicht lohnt, da die Investitionskosten sehr hoch sind und sich keine Amortisation über die Zeit einstellen wird (siehe nachfolgendes Bild).

Berechnung Photovoltaik auf joulie.at
Dies ist eine online Berechnungsplattform der EVN AG. Für die Eingabe werden folgende Parameter abgefragt: Postleitzahl und Ort, wie viele Personen im Haushalt leben bzw. meistens während der Woche untertags zu Hause sind und den Jahresstromverbrauch. Im weiteren Verlauf der Berechnung wird noch die Dachform, -fläche und Himmelsausrichtung abgefragt.

Hier kommt man interessanterweise auf eine weit höhere Eigenverbrauchsquote (mit Batteriespeicher) von 63%. Bei diesem Tool werden auch Investitionskosten in Höhe von etwas mehr als € 22.000 angegeben, wobei hier auch noch ein 300 Liter Warmwasserspeicher mit Heizstab inkludiert ist, was wohl auch die höhere Effizienz begründet, da damit auch noch Warmwasser direkt mittels Sonnenenergie erzeugt werden kann.

Berechnung Wärmepumpen auf www.energieinstitut.at
Bei dieser Plattform sind fast alle Werte die unter den in ‘örtlichen Voraussetzungen’ angegebenen Parameter einzutragen. Man kann hier 2 alternative Energieformen gegenüberstellen und gleichzeitig berechnen. Im vorliegenden Beispiel wurde eine Luft-Wärmepumpe mit einer Erdsonde-(Sole-Wasser)-Wärmepumpe verglichen. Dabei wurde die Berechnung noch ohne Berücksichtigung einer etwaigen Solaranlage gemacht. Die Anschaffungskosten für die Wärmepumpen müsste man hier selbst eingeben.

Die Betriebskosten wären für die Erdsonde-(Sole-Wasser)-Wärmepumpe etwas niedriger als für die Luft-Wärmepumpe. Bei den Investitionskosten muss man aber davon ausgehen, dass diese für die Erdsonden-(Sole-Wasser)-Lösung wesentlich höher wären als für die Luft-Wärmepumpe. Ähnlich wie bei der Anschaffung eines Batteriespeichers für Photovoltaik wäre die Erdsonde-Wärmepumpe zwar prinzipiell effizienter, allerdings würden die deutlich höheren Investitionskosten dazu führen, dass keine finanzielle Amortisierung über die Lebensdauer der Anlage erreicht werden kann.

Berechnung Solarthermie
Eine online-Plattform zur etwaigen Berechnung einer Solarthermie Anlage konnte nicht gefunden werden.

Diskussion der optimalen Lösung
Für das betrachtete Objekt scheint die schon bestehende Pellets Anlage prinzipiell eine sehr gute Lösung zu sein. Allerdings macht es aus ökologischer Sicht Sinn, zusätzlich alternative Energien wie Photovoltaik oder Wärmepumpen zu nutzen. Speziell im Hinblick auf die Warmwasserbereitung im Sommer muss man diese beiden Energiesysteme ernsthaft in Betracht ziehen. 

Zudem ergibt sich aus der Nutzung von Sonnenenergie zur Stromerzeugung natürlich auch ein gewisses Maß an autarker Energiegewinnung. Man darf wohl auch damit rechnen, dass Batteriesysteme zur Speicherung und damit noch effektiveren Nutzung von Photovoltaik, in naher Zukunft nicht nur effizienter werden, sondern hoffentlich auch kostengünstiger. Im Moment würde sich die Anschaffung einer Speicherbatterie finanziell nicht amortisieren.

Nach Evaluierung aller Rechercheergebnisse ergibt sich für das betrachtete Objekt als ideale Energieform eine Pellets Anlage in Kombination mit einer Luft-Wärmepumpe und einer Photovoltaikanlage (zurzeit ohne Batteriespeicher).