02.07.2012 | 09:25

Wirtschaftlich heizen mit thermischer Solaranlage

Eine umweltschonende Investition mit attraktivem Kosten-Nutzen-Faktor

Das Wärmepumpensystem wird zukünftigen Bauherren oftmals als ökologische Alternative und technisch effizienteste Heizsystemlösung für ihr neues Eigenheim präsentiert. Doch rechnet sich die Technik Wärmepumpe tatsächlich oder stellt die thermische Solaranalage eine wirtschaftlichere und nachhaltigere Alternative dar?

Die Wärmepumpe lässt sich von der Technik her mit einem Kühlschrank vergleichen, jedoch mit umgekehrtem Nutzen, nämlich Wärmeproduktion anstelle von Kühlung. Eine Wärmepumpe heizt mit 50 bis 75 Prozent Wärme aus der Umgebung (Erde, Wasser und Luft) und 25 bis 50 Prozent elektrischer Antriebsenergie. Aus einer Kilowattstunde Strom können so drei bis vier Kilowattstunden Heizwärme produziert werden. Mit Hilfe von Wärmepumpen kann Niedrigtemperaturwärme, die aus dem Erdboden, dem Grundwasser oder aus der Luft gewonnen wird, auf ein höheres, nutzbares Temperaturniveau gebracht werden. Für diese „Wärmeverschiebung“ muss allerdings elektrische Energie aufgewendet werden.

Eine thermische Solaranlage hat im Vergleich zur Wärmepumpe eine etwa 25-fach bessere „Jahresarbeitszahl“. Diese Arbeitszahl nennt das Verhältnis von verbrauchtem Strom zur erzeugten Wärme. Aus einer Kilowattstunde Strom, zum Beispiel für die Umwälzpumpe, kann die Solarheizung bis zu 100 Kilowattstunden Sonnenwärme erzeugen. Die direkte Nutzung der Sonne zur Erzeugung von Solarwärme ist die mit Abstand natürlichste und nachhaltigste Form der Wärmeerzeugung. Die direkte Umwandlung der Energie von Sonnenstrahlen in Wärme gehört zur Form der regenerativen Energieerzeugung und verursacht keinerlei Emissionen.

Für den Betrieb der Wärmepumpe (Kompressor) braucht es Strom. Strom ist keine Primärenergie, sondern wird aus anderen Energieformen bereitgestellt. Der sog. Wirkungsgrad eines Kraftwerkes hängt von der verwendeten Technik ab und reicht von ca. 35 Prozent bei einem Kernkraftwerk bis zu 46 Prozent bei Steinkohlekraftwerken. Dieser Prozentsatz gibt an, in welchem Maße die eingesetzte Primärenergie als Nutzenergie verfügbar gemacht wird. Somit beträgt der Wirkungsgrad nur etwa 1/3 bei fossilen Kraftwerken, dagegen gehen 2/3 der eingesetzten Primärenergie unbenutzt verloren. Bis der Strom zum Endverbraucher gelangt, sind noch einmal Verluste einzureichen, sodass am Ende weniger als 1/3 der in Kraftwerken eingesetzten Primärenergie in der Steckdose ankommt.

Eine Alternative zum Heizen mit Wärmepumpe bieten die Sonnenhäuser der HELMA Eigenheimbau AG. Der Jahreswärmebedarf für Raumheizung und Warmwasser wird in einem Sonnenhaus zu mehr als 50 Prozent durch eine thermische Solaranlage gedeckt.  Der solare Deckungsgrad hängt im Wesentlichen von diesen Punkten ab: Dämmstandard des Gebäudes, Klimastandort des Baugrundstücks, Dimensionierung der Anlage, Orientierung und Neigung der Kollektorfläche, Größe, Standort und Form des Speichers. Die Wärmeversorgung erfolgt ausschließlich regenerativ, d.h. zum einen durch die Sonne selbst und zum anderen durch Biomasse als gespeicherte Sonnenenergie. Wesentlich für eine hohe Energieeffizienz ist, dass alle Komponenten der Solar- und Heizungsanlage (ausgenommen der Kollektorfläche) in der beheizten Hülle liegen. Somit kann das System weitgehend ohne Verluste arbeiten. Die gewonnene Energie wird in einem ca. 7000-Liter umfassenden Langzeitwärmespeicher gesammelt und steht zeitversetzt, nach Bedarf, zur Verfügung. Um den Speicher ausreichend mit Wärmeenergie zu füllen, erhält ein typisches Einfamilienhaus etwa 40 Quadratmeter Kollektorfläche auf der nach Süden geneigten Dachfläche.

Ein Holzofen sorgt für die Nachheizung des Pufferspeichers, besonders bei längeren sonnenärmeren Perioden. Holz ist ein nachwachsender, regenerativer Rohstoff. Somit wird das Sonnenhaus vollständig klimafreundlich C0₂-neutral beheizt. Lediglich für die Solar- und Heizungsumwälzpumpe wird noch elektrischer Strom benötigt. Damit kann ein Sonnenhaus ganzjährig mit Sonnenergie beheizt werden. Ergänzt wird die Technik des Sonnenhauses durch eine hochwertige Dämmung. HELMA-Sonnenhäuser erfüllen aus diesem Grund immer auch den KfW-Effizienzhaus 55-Standard.

Neben ökologischen Gesichtspunkten, ist es vor allem die Aussicht auf lebenslange Unabhängigkeit und finanzielle Planbarkeit, die Bauherren auf den kostenlosen Energieträger Sonne bauen lässt. Mit einer Solarwärmeanlage wird direkt nutzbare Energie produziert. Im Winter muss so kein teurer Strom von Energieversorgern hinzugekauft werden, um die Wärmepumpe am Laufen zu halten. Stattdessen kann mit einer Solarthermieanlage die Energie selbst erzeugt und im eigenen Speicher gelagert werden, was wesentlich umweltfreundlicher ist und zugleich ein bedeutendes Stück Unabhängigkeit schafft.

Auch hinsichtlich des Wohnkomforts kann das Sonnenhaus punkten: Gleichmäßige Strahlungswärme aus den Wänden und/oder Böden sorgt für ein angenehmes Raumklima. Darüber hinaus ist die Temperatur in den einzelnen Räumen durch Thermostate flexibel regelbar. Die Primärenergiebilanz kann sich gegenüber anderen Baustandards sehen lassen: Ein durchschnittliches Passivhaus benötigt z.B. drei- bis viermal so viel Primärenergie, da der Heizwärmebedarf häufig mit elektrischer Energie (Wärmepumpe und elektrische Direktheizung) gedeckt wird.

Ein Sonnenhaus von HELMA bietet die passende Kombination aus nachhaltiger Innovation und besonders hoher Wirtschaftlichkeit. Der Baudienstleister, HELMA Eigenheimbau AG, bietet individuelle Lösungen, zugeschnitten auf nahezu alle Haustypen und die persönlichen Wünsche und Bedürfnisse der Bauherren. 


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