Plusenergiehaus Alzenau: Strom und Wärme vom eigenen Dach

Das Plusenergiehaus in Alzenau soll eine Eigenerzeugungsquote für Strom und Wärme von 70 % erreichen. (Foto: 2Power)
Das Plusenergiehaus in Alzenau soll eine Eigenerzeugungsquote für Strom und Wärme von 70 % erreichen. (Foto: 2Power)
14.07.2016

Bei Plusenergiehäusern kommt es auf eine möglichst hohe Eigenerzeugungsquote an. Dem Unternehmen 2Power gelingt dies mit PVT-Modulen, Batterie und saisonalem Wärmespeicher.

Das Eigenenergie-Hauskonzept von 2Power, einer Marke der PA-ID Process GmbH aus Kleinostheim, beruht auf drei Säulen: 16 PVT-Hybridmodulen, einer Erdwärmepumpe und einem so genannten eTank. Hinzu kommen 8 PV-Module und ein Lithium-Ionen-Batteriespeicher mit 6,5 kWh Energiekapazität. Die PVT-Hybridmodule erzeugen Wärme mit einer Leistung bis zu 11,5 kW. Reicht das Temperaturniveau, speisen sie in einen 1000-Liter fassenden Pufferspeicher ein.

Ist die Temperatur zu gering, fließt die Wärme in den eTank. Das ist ein seitlich und oben gedämmter, mit einer Rohrsonde durchzogener Erdbereich. Aus diesem Tank entnimmt die Erdwärmepumpe bei Bedarf Energie, um den Pufferspeicher aufzuheizen. Der Vorteil des eTanks liegt darin, dass er im gesamten Jahresverlauf laut 2Power um etwa 10 °C wärmer ist, als ein vergleichbar großer ungedämmter Erdkollektor.

Solarstrom: Simulierter Eigenverbrauch von fast 50 %

2015 hat Alban Heßberger, Projektmanager bei 2Power seinen Neubau in Alzenau mit dieser Haustechnik ausgestattet. Zusätzlich ist noch ein wasserführender Kaminofen installiert. Dieser wurde in den Simulationen der Energiebilanzen aber nicht berücksichtigt. Das Haus ist ein ökologischer Holzbau in Ständerbauweise. Die Dämmung besteht aus Holzfaserdämmplatten und Zellulose. Das Licht beruht konsequent auf LED-Technik. Stromsparende Elektrogeräte gehören ebenso zur Ausstattung wie eine Regenwasserzisterne. Das Haus ist mit einer Fußbodenheizung ausgestattet. Auf eine kontrollierte Wohnraumlüftung hat Heßberger verzichtet. Im August 2015 ging das Haus, das über 158 m2 Wohnfläche verfügt, in Betrieb.

Laut Simulation benötigt das Haus 8000 kWh/a Wärme für die Heizung und 2235 kWh/a für die Warmwassererzeugung. Für die Bereitstellung dieser Wärmemenge braucht die Wärmepumpe 2203/a kWh Strom. Hinzu kommen 2500 kWh/a Haushaltsstrom. Der Stromverbrauch steht damit einem erwarteten Stromertrag von 6627 kWh/a entgegen. Es handelt sich also nach der gängigen Begriffsbildung um ein Plusenergiehaus. Der Eigenverbrauch beträgt 3292 kWh/a. Die Eigenverbrauchsquote läge somit bei 49,7 %, die Eigenerzeugungsquote sogar bei über 70 %. Der Netzbezug von 1411 kWh/a kostet nach heutigen Preisen 406 €. Dem stehen 412 € Einnahmen durch die Einspeisevergütung entgegen. Die Hausbewohne kämen laut Simulation also ohne Energiekosten aus.

Messergebnisse bestätigen Simulation

Simulationen sind das eine, die Realität das andere. Für die ersten 6 Monate dieses Jahres liegen die gemessenen Energiebilanzen bereits vor. Der bisherige Stromverbrauch lag bei 2422 kWh. 1075 kWh davon kamen aus dem Netz. 1347 kWh betrug der Anteil der Eigenversorgung. Die Eigenerzeugungsquote lag damit bisher bei 56 %. Im Januar und Februar musste der Großteil des Stromes aus dem Netz bezogen werden. Im März wurde aber schon mehr als 50 % selbst erzeugt. In April und Mai sank der Netzbezug auf einen geringen Anteil ab und im Juni war er schon auf null gefallen.

Da die zweite Jahreshälfte wesentlich weniger Wärmepumpenstrom erfordert als die erste mit den kältesten Monaten Januar und Februar, ist zu erwarten, dass sich die Eigenerzeugungsquote noch deutlich in Richtung der erwarteten 70 % bewegt. Hinzu kommt, dass im vergangenen Jahr der eTank noch nicht die ganzen Sommermonate mit Solarüberschüssen geladen wurde, weil die Anlage erst im August in Betrieb ging. Das wird die Eigenerzeugungsquote im kommenden Jahr noch verbessern, denn es verringert den Stromverbrauch im Winter.

Ein wesentlicher Punkt bei allen Eigenenergie-Hauskonzepten sind die Kosten. Mit großzügiger Auslegung ist immer viel zu erreichen. Das kostet dann aber auch schnell unbezahlbar viel. Heßberger beziffert die Kosten für Wärmepumpe mit Pufferspeicher, eTank, Batteriespeicher und Module inklusive Installation aber abzüglich von Fördergeldern auf 39.500 €. Das entspricht Mehrkosten gegenüber einer Gasbrennwertheizung von 27.500 €. In 13,8 Jahren hätte sich die Haustechnik bei heutigen Energiepreisen amortisiert, denn die Einsparungen an Gas und Strom gegenüber einem konventionellen Haus ohne PVT-Anlage machen etwa 2000 €/a aus.

Jens-Peter Meyer

Eckdaten des Plusenergiehauses im Überblick

Gebäudehülle  
Wohn- und Nutzfläche [m2] 158
Art der Baukonstruktion Holzständerbau
Art der Wanddämmung Zellulose, Holzfaserplatten
Dicke der Wanddämmung [mm] 260
Art der Dachdämmung Zwischensparrendämmung
Dicke der Dachdämmung [mm] 220
Anlagen zur regenerativen Energieerzeugung  
PV-Anlage [kW]el  2,1
PV/T-Module [kW]el  4,2
PV/T-Module [kW]th 11,5
PV/T-Module [m2] 26
Kapazität Batteriespeicher [kWh]  6,5 (5 nutzbar)
Wärmekurzzeitspeicher [Liter] 1000
Wärmelangzeitspeicher [m³] E-Tank, 150
Heiztechnik  
Wärmeerzeuger Wärmepumpe
Leistung Wärmeerzeuger [kW]th 10
Art  der Heiz-Wärmeverteilung  Fußbodenheizung
Energiebilanzen  
Wärmeenergieverbrauch des Gebäudes für Heizung  [kWh/a]   8000
Wärmeenergieverbrauch des Gebäudes für Warmwasser  [kWh/a]   2235
Solarwärmeenergieerzeugung des Gebäudes [kWh/a]   752
Stromverbrauch  Haushaltsstrom  [kWh/a]    2500
Stromverbrauch Wärmepumpe  [kWh/a]  falls vorhanden   2203
Gesamtstromverbrauch [kWh/a]   4703
Stromerzeugung des Gebäudes  [kWh/a]   6627
Strombezug von Netz [kWh/a] 1411
Stromeinspeisung Netz [kWh/a] 3335
Eigenverbrauchsquote der Stromerzeugung [%] 49
Autarkiegrad für Strom [%] Jahresdurchschnitt   > 70
Wirtschaftlichkeit  
Kosten für Haustechnik (PV-Anlage, Heiztechnik, Batterie etc.) [€] 39.500
Mehrkosten für Haustechnik im Vergleich zur Standardheizung Gasbrennwert [€] 27.500
Einsparung an Betriebskosten [€/a] 2000
Amortisationzeit [Jahre] 13,8

Quelle: Firmenangaben/eigene Berechnungen