Hier finden Sie Antworten zu den am meisten gestellten allgemeinen Fragen zum Sonnenhaus.
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Sowohl wärmeautarke als auch stromautarke Sonnenhäuser wurden bereits erfolgreich realisiert. Beides zusammen ist grundsätzlich auch möglich, wenn genügend Solarfläche am Grundstück Platz findet. Grundvoraussetzung für Autarkie ist eine konsequente Minimierung des Energieverbrauches. Dies vor allem im Winter, wenn die Solaranlagen nicht immer genügend Energie liefern können, um den Verbrauch zu decken. Deshalb braucht es auch große Wärme- beziehungsweise Stromspeicher. Auch ein günstiger Klimastandort in möglichst nebelfreier Lage ist eine beachtenswerte Voraussetzung. Um auch den kältesten, sonnenärmsten Winter ohne Komforteinbußen überstehen zu können, muss entweder entsprechend Sicherheit bei der Dimensionierung der Solarkomponenten oder ein Backup-System als Notversorgung eingeplant werden.
Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen sind grundsätzlich einer Reihe von variablen, teilweise kaum vorhersehbaren Randbedingungen unterworfen: Energiepreisentwicklung für Wärme und Strom, Förderungen, Einspeisevergütungen, Zinsniveau, Baukonjunktur, unterschiedliche Preisentwicklungen bei den Solarkomponenten usw. Deshalb muss diese Frage zu jedem Zeitpunkt neu beantwortet werden. Wer sich auf lange Sicht unabhängig machen will, wird einen hohen solaren Deckungsgrad anstreben und die am Gebäude zur Verfügung stehenden südseitigen Flächen zur Bestückung mit Solarmodulen nutzen. Etwa die Hälfte bis zwei Drittel dieser Solarfläche sollte für die solare Wärmeerzeugung eingeplant werden; dies hat sich auch am Wirtschaftlichsten erwiesen. Denn der Wärmebedarf macht den Löwenanteil beim Energieverbrauch im Haushalt aus, wenn auch andererseits Strom die kostbarere Energieform ist. Was die Eigenstromversorgung betrifft, können sich Batteriespeicher zunehmend rechnen, wenn die Einspeisevergütung weiter sinkt und sich der vom Netz bezogene Strom weiter verteuert.
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Die Vollkosten und die Wirtschaftlichkeit einer Sonnenheizung können sinnvollerweise nur im Vergleich zu einem konventionellen, zeitgemäßen Referenzsystem betrachtet werden. Aber was ist zeitgemäß ? Und wer kann die künftige Preisentwicklung der durch die Solaranlage eingesparten Energierohstoffe vorhersagen ? Überschlägig kann man derzeit – je nach Anlagengröße – von spezifischen „Systemkosten“ in der Größenordnung 700 bis 800 € pro qm Kollektorfläche ausgehen. Eine seriöse Wirtschaftlichkeitsberechnung, zum Beispiel nach der Annuitätenmethode, berücksichtigt auch Kapitalzins und Betriebskosten. Wenn wir eine Gastherme als Referenzsystem (beziehungsweise Zusatzheizung) annehmen und von einer durchschnittlichen Energiepreissteigerung von 8% ausgehen, „rechnet“ sich eine 30m²-Solaranlage in etwa 20 Jahren. Die restlichen 10 oder mehr Jahre ihrer Lebensdauer erwirtschaftet sie Gewinn. Eine Förderung reduziert die Amortisationszeit entsprechend. Grundsätzlich kann man sagen, dass bei größeren Solaranlagen zwar die „Gewinnschwelle“ erst etwas später eintritt, aber sich dann dieser Nachteil in den nachfolgenden Betriebsjahren mehr und mehr ausgleicht. Nach dem Prinzip „einmal investiert, ein Leben lang kassiert“ ist eine hochdeckungsgradige Sonnenheizung für Investoren mit langfristig angelegter Nutzungsplanung besonders interessant.
Die Wärmekapazität eines Wasserspeichers hängt von seinem Volumen und der nutzbaren Temperaturdifferenz ab. Außerhalb der Kernwinterzeit können die Kollektoren den Speicher auf bis zu 95°C aufheizen, solange der Ertrag den aktuellen Verbrauch übersteigt. In Zeiten, wenn der Verbrauch höher als der Solareintrag ist, kühlt sich das Wasser wieder ab. Werden dabei die Minimalgrenzen der Nutztemperatur für Warmwasser (45°…60°) und Raumheizung (30°…35°) in den entsprechenden Speicherschichten unterschritten, muss nachgeheizt werden. So betrachtet kann 1 m³ Wasser maximal 50 bis 60 kWh Wärme am Tag speichern. Dies entspricht etwa dem Wärmebedarf eines gut gedämmten Einfamilienhauses an einem durchschnittlichen Wintertag.
Man könnte die Solaranlage ab einer gewissen Speichertemperatur abschalten, dann ginge sie in „Stagnation“ (Stillstand). Das heißt, im Kollektor würde das Fluid in den dampfförmigen Zustand übergehen. Auch wenn die Sicherheitseinrichtungen dafür sorgen, dass dieser Zustand technisch beherrschbar ist, will man ihn bei großen Anlagen möglichst zur Schonung der Komponenten vermeiden. Deshalb nutzt man den Kollektor nachts als „Heizkörper“ um den Speicher wieder rück zu kühlen und so am Folgetag einen stagnationsfreien Solarbetrieb zu ermöglichen. Die Rückkühlung auf zum Beispiel 65°-70 °C vermindert dann auch die Wärmeabstrahlung des Speichers. Bei einem 7 m³-Speicher mit 20 cm Isolierung beträgt diese dann etwa 400 bis 500 Watt. Dieser Wärmeeintrag ins Gebäude stellt normalerweise kein Problem dar. Um sicher zu gehen, kann zwischen Speicher-Umhausung und Dämmung für eine Hinterlüftung gesorgt werden, die dann im Winter verschlossen wird.
Für überschüssige Solarwärme ist es schwieriger einen sinnvollen Abnehmer zu finden als für den vielseitiger einsetzbaren Solarstrom, der zum Beispiel zum Tanken eines E-Mobils genutzt werden kann. Ein Swimming-Pool kann und will sich nicht jeder leisten. Aber wo sich auch immer sich die Möglichkeit bietet, ein oder mehrere bestehende oder neue Nachbargebäude in einen Solar-Wärmeverbund einzubeziehen, sollte diese Idee weiterverfolgt werden. Auf diese Weise kann die Solaranlage im Sommerhalbjahr und darüber hinaus wesentlich besser und gleichmäßiger ausgelastet werden, zumal wenn das Nachbargebäude einen höheren Warmwasserverbrauch hat. Der Sonnenhaus-Speicher kann dann kleiner ausfallen, und dessen Nachheizung im Winter alternativ auch durch den Kessel des Nachbargebäudes erfolgen.
Viele Hausbesitzer möchten einen knisternden, wärmenden Holzofen im Wohnraum haben, der üblicherweise die Zentralheizung ergänzt. Dank des geringen Brennstoffverbrauches kann ein mit einer Wassertasche ausgerüsteter Zentralheizungsofen im Sonnenhaus neben der Solaranlage grundsätzlich als einziger Wärmeerzeuger betrieben werden. Der Heizkomfort ist umso höher, je weniger Holzbrennstoff über den Winter benötigt wird, und je höher die wasserseitige Leistung des Ofens ist, umso weniger lang also geheizt werden muß. Dank des großen Pufferspeichers ist es dann auch in sonnenarmen Winterzeiten möglich, ein bis drei Tage auf Vorrat zu heizen.
Text: Wolfgang Hilz