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Innovatives Sonnenhauskonzept des ISFH erreicht 20% Mehrertrag bei 35% geringeren Kosten

24.10.2017

Das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) hat ein innovatives Sonnenhauskonzept an einem Testgebäude in Hannover erfolgreich erprobt. Im Durchschnitt konnten über 40 % des Raumwärmebedarfs direkt durch eine sogenannte „solarthermische Bauteilaktivierung“ gedeckt werden, die besonders im Winter eine Erhöhung des solarthermischen Ertrags um rund 20 % gegenüber einem klassischen Sonnenhaus erlaubt. Das neue Konzept ist nach Berechnungen des Projektpartners HELMA Eigenheimbau AG bis zu 35 % günstiger als bisherige Sonnenhäuser. Die vollständige Wärmeversorgung des Gebäudes kommt mit weniger als 8 kWh Strom pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche aus.

Das Institut für Solarenergieforschung (ISFH) hat ein neues innovatives Konzept für ein Sonnenhaus an einem Testgebäude in Hannover erfolgreich erprobt. In den ersten zwei Jahren Praxisbetrieb konnten im Durchschnitt über 40 % des Raumwärmebedarfs direkt durch eine sogenannte „solarthermische Bauteilaktivierung“ gedeckt werden.


Einbau der Bauteilaktivierung in der Decke Keller/Erdgeschoss im Prototyphaus.

ISFH


Heizraum mit Messdatenerfassung (Bildmitte) sowie Wärmepumpe und Speicher.

ISFH

Die geringen Betriebstemperaturen der Bauteilaktivierung erlauben besonders im Winter eine Erhöhung des solarthermischen Ertrags um rund 20 % gegenüber einem klassischen Sonnenhaus. Das neue Konzept ist nach Berechnungen des Projektpartners, der HELMA Eigenheimbau AG, bis zu 35 % günstiger als bisherige Sonnenhäuser, da sowohl die Betriebs- als auch die Investitionskosten des neuen Gebäudekonzepts geringer ausfallen.

Die vollständige Wärmeversorgung des Gebäudes kommt mit weniger als 8 kWh Strom pro Quadratmeter Gebäudenutzfläche aus.

Das ISFH, An-Institut der Leibniz Universität Hannover, arbeitet seit Ende 2011 zusammen mit den Firmen HELMA Eigenheimbau AG in Lehrte und RESOL Elektronische Regelungen GmbH in Hattingen an der Entwicklung eines neuen, kosteneffizienten Konzepts für Sonnenhäuser. Sonnenhäuser sind Gebäude mit hohem Dämmstandard, deren Wärmeversorgung zu mehr als 50 % mit Sonnenwärme erfolgt. Das neue Konzept besteht aus einer Kombination von 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 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 8 kWh/a/m² für die Wärmeversorgung des Gebäudes liegt deutlich unter dem Passivhausstandard von 15 kWh/m²/a.

Während eines zweitägigen Workshops haben die Wissenschaftler Ergebnisse eines Forschungsprojekts zu diesem Thema präsentiert, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie unter dem Förderkennzeichen 0325559 bzw. 0325981A seit Ende 2015 gefördert wurde und nun endete. Dieses Vorhaben wurde aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestags aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie gefördert.

Dr. Roland Goslich | idw - Informationsdienst Wissenschaft

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