Beispielhaus in Bad Reichenhall / Marzoll

Solaranlage Beispielhaus Marzoll Terrasse Beispielhaus Marzoll
Oben die Solarkollektoren mit 16 qm, unterhalb die etwas
größere Fotovoltaik-Anlage. Die Wärmepumpe ist eine
Split-Anlage, sie steht im Keller und die Verdampfer-
platten über dem Wassertank (rechtes Bild).
Ganz rechts befindet sich der Kasten mit den Verdampfer-
platten. Der Tank mit 40 cbm Wasser befindet sich unter
der Terrasse und reicht vom rechten Ende des Kastens
bis zur Verbindung gelber Eimer - Rasen (Gully-Deckel).

Wir hatten die Auswertung der Daten wegen der fehlenden Möglichkeit zum Messen der Wärmeströme, der flachen Neigung des Kollektors und seiner für den Winter ungünstigen Ausrichtung nach Südwesten 2006 überarbeitet. Den direkten solaren Wärmegewinn im 4.000 Liter großen Wärmespeicher hatten wir etwas niedriger mit 500 kWh/qm statt einer nicht unrealistischen Ausbeute von jährlich 625 kWh/qm angesetzt. Den niedrigeren Wert haben wir nun beibehalten.

1. Allgemeine Daten:
beheizte Wohnfläche 230 qm Solarflachkollektoren 16 qm südwest
Wärmebedarf 66 kWh/qm Dachneigung 23° südwest
Anzahl der Bewohner 4 Personen Wärmespeicher 4.000 Liter
Wärmepumpe
(& Kaminofen)
9 kW
thermisch
unterirdischer
Wasser-Eis-Speicher
40 cbm
Stahltank
Der Wärmebedarf ist vom tatsächlichen Wetter abhängig. Er wird etwas höher nach einem strengen Winter, sonst sinkt er etwas.

2. Verbrauchsdaten:
Betriebsjahr elektrischer Strom Kaminholz maximales Eis
kWh Euro Ster Euro cbm
01.05.2000-30.04.2001 4.657 405 3 90 20
01.05.2001-30.04.2002 5.692 495 1,5 45 25
01.05.2002-30.04.2003 5.720 498 2 90 20
01.05.2003-30.04.2004 6.158 536 1,75 100 30
01.05.2004-30.04.2005 5.202 520 2 60 25
01.05.2005-30.04.2006 4.620 597 3 105 30
01.05.2006-30.04.2007 3.158 408 1 50 5

3. Primärer Energieverbrauch im Vergleich zu einer Ölheizung:

Bei Vergleichen muss man stets genau darauf achten was verglichen wird. Wir vergleichen hier eine moderne Brennwert-Öl-Heizung mit unserer speziellen Wärmepumpe. Die Einsparung von Energie wäre gegenüber einer älteren Ölheizung 25% bis 30% höher! Statt 48% Energie-Einsparung ergeben sich dann über 60% - wir bitten Sie dieses zu beachten.

Betriebsjahr theoretischer Verbrauch
einer Ölheizung
Solarheizung mit
ergänzender Wärmepumpe
Einsparung
an CO2
Einsparung
an Energie
Einsparung
an Kosten
2000 / 2001 26.601 kWh 13.971 kWh 3.191 kg 48 % 47 %
2001 / 2002 27.412 kWh 17.076 kWh 2.574 kg 38 % 44 %
2002 / 2003 28.321 kWh 17.160 kWh 2.788 kg 39 % 41 %
2003 / 2004 29.113 kWh 18.474 kWh 2.643 kg 37 % 45 %
2004 / 2005 26.819 kWh 15.606 kWh 2.812 kg 42 % 52 %
2005 / 2006 29.072 kWh 16.287 kWh 3.216 kg 44 % 56 %
2006 / 2007 21.010 kWh 11.118 kWh 2.498 kg 47 % 60 %

Der Verbrauch von elektrischem Strom für die Wärmepumpe wird durch einen Stromzähler erfasst. Hierin ist auch der Verbrauch der beiden Wasserpumpen (Berieselung, Speicherladung) eingeschlossen. Mit einem Durchflussbegrenzer und zwei Thermometern wird die abgegebene Wärme der Wärmepumpe angezeigt.

Der Wärmebedarf des Gebäudes wird durch bewohnte Räume im Keller wesentlich mitbestimmt. Dort beträgt die Temperaturdifferenz zwischen Raum und Erdreich ganzjährig stets 10 °C und erfordert dadurch eine ständige Beheizung dieser Räume.

Das Solarhaus in Marzoll ist jetzt 7 Jahre bewohnt.
Der theoretische Verbrauch einer Ölheizung liegt im Durchschnitt bei 26.907 kWh (2.691 Liter Öl) für Heizung und Warmwasser. Tatsächlich wurden im Durchschnitt nur 5.030 kWh elektrischer Strom verbraucht (wegen des Wirkungsgrads von 33 % im Kraftwerk sind das 15.089 kWh Primärenergie), also etwa 44 % weniger.

Die Kosten waren gegenüber einer Ölheizung im Schnitt etwa 49 % niedriger. Die Höhe der Einsparung steigt aber durch die steigenden Energiepreise ebenfalls an.

Es wurden außerdem in den 7 Jahren fast 20 Tonnen CO2 weniger in die Umwelt geblasen.

Die 16 qm Solarkollektoren deckten etwa 33,4 % der Energie direkt. Ein erheblicher Teil erwärmt den Niedertemperatur-Speicher und erhöht so den Wirkungsgrad der Wärmepumpe (geringerer Stromverbrauch). Die Solarfläche könnte etwas größer und zumindest die Neigung steiler sein (24 qm, mind. 45° Neigung damit der Schnee abrutscht).

Das Haus hat einen primären Energiebedarf von lediglich 66 kWh/qm (Heizwärme und warmes Brauchwasser, trotz der beheizten Kellerräume). Es übertrifft sogar die erst später erlassenen Vorschriften der neuen Energie-Einspar-Verordnung ( EnEV 2002 ). Und das, obwohl die klimatische Lage recht ungünstig ist.

Anmerkungen:

  1. Der unterirdische Wasser-Eis-Speicher ist ein Stahltank mit 2,5 m Durchmesser und 8 m Länge. Er wurde horizontal unter der Terrasse eingebaut, was sich bezüglich einer gleichmäßigen Eisverteilung auf der Oberfläche als ungünstig herausgestellt hat.

  2. Das zweite Betriebsjahr kennzeichnet einen total verregneten September und hatte eine starke Kälteperiode bereits im Dezember.

  3. Im dritten Betriebsjahr fing der eigentliche Winter erst am 06. Januar an und Anfang April erfolgte noch ein später Wintereinbruch.

  4. Im vierten Betriebsjahr begann der Hochsommer bereits im Mai und die sommerliche Hitze war fast unerträglich. Der unterirdische Speicher erreichte eine Temperatur von gut 31° und schützte so die Kollektoren sehr wirkungsvoll vor Überhitzungen.

  5. Im fünften Betriebsjahr war der Januar sonnig und mild. Dafür kam der richtige Winter dann im Februar mit reichlich Schnee und Kälte im März.

  6. Im sechsten Jahr war der Winter extrem lang. Er dauerte vom 18. November bis zum 19. März mit meterhohem Schnee durch Regen stark verdichtet.

  7. Im siebten Betriebsjahr war der Winter ausgesprochen mild und es gab in Marzoll nur Anfang November etwas Schnee. Der Solarkollektor konnte dadurch sehr effizient den Niedertemperaturspeicher mit solarer Wärme versorgen. Ende April war der Wasser-Eis-Speicher bereits auf 16° erwärmt.

Jährlicher Temperaturverlauf im Wasser-Eis-Speicher

Temperatur im Wasser-Eis-Speicher

Am Herbstanfang hat die Wärmepumpe durch das solar erwärmte Wasser des Speichers eine hohe Leistungszahl. Das hat sich besonders günstig im Oktober 2003 ausgewirkt, denn in diesem Monat gab es 14 Tage Frost, ein Fall der nicht so oft vorkommt. Der Winter 2006 / 2007 war mild und besonders im Januar und Februar sehr sonnenreich, wodurch das entstandene Eis größtenteils gleich wieder geschmolzen wurde. Nach einem sehr sonnigen April erreicht das Wasser im Speicher bereits 16°C.

Werden Eis und Wasser getrennt gespeichert, kann im Frühjahr das Wasser schneller solar erwärmt werden. Die Wärmepumpe erzeugt dann viel früher kein Eis mehr, benötigt weniger elektrischen Strom und erreicht so eine höhere Leistungszahl.


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