Solarthermie für innerstädtisches Gebäudeensemble

Der solare Wärmeertrag von 59 MWh deckt rund 10 % des Gesamtwärmeverbrauchs des Gebäudekomplexes. In den Sommermonaten liegt der solare Deckungsanteil sogar bei über 60 %. (Foto: Solarthermie-Initiative Freiburg)
Der solare Wärmeertrag von 59 MWh deckt rund 10 % des Gesamtwärmeverbrauchs des Gebäudekomplexes. In den Sommermonaten liegt der solare Deckungsanteil sogar bei über 60 %. (Foto: Solarthermie-Initiative Freiburg)
17.02.2017

Vor gut einem Jahr hat der Bauverein Breisgau sein ältestes Gebäudeensemble mit einer großen Solarthermieanlage ausgestattet, eingebunden in ein neues Mikrowärmenetz. Die jetzt ausgewerteten Betriebsdaten eines Jahres zeigen: Das von der Stadt Freiburg initiierte und vom Badenova Innovationsfonds geförderte Pilotprojekt sollte Nachahmer finden.

Das Freiburger Mehrfamilienhaus-Ensemble in der Emmendinger Straße ist das erste und älteste Gebäude der Wohnungsgenossenschaft Bauverein Breisgau. Die zehn Mehrfamilienhäuser mit insgesamt 92 Wohnungen und zwei Gewerbeeinheiten wurden in den Jahren 1903 bis 1904 erbaut und sind denkmalgeschützt. Bis zur Neugestaltung der Wärmeversorgung nutzten die meisten Mieter für Warmwasserbereitung und Heizung eine Gasetagenheizung, manche Wohnungen wurden sogar noch mit Einzelöfen beheizt. Ziel des Bauvereins war es, die Einzelfeuerstellen durch eine zentrale Wärmeversorgung über ein Mikrowärmenetz zu ersetzen.

Auf Anregung der Stadt Freiburg und mit Förderung des Innovationsfonds der Badenova wurde sowohl eine große solarthermische Anlage eingebunden als auch ein Blockheizkraftwerk. Der ursprüngliche Plan, die Kollektoren komplett in die Dachhaut zu integrieren, wurde nach Intervention des Denkmalschutzamts aufgegeben. Der Heizenergiebedarf des gesamten Ensembles beträgt rund 630 MWh pro Jahr. Die Kellerdecke ist mit einem zehn Zentimeter starken PUR-Schaum gedämmt (U-Wert: 0,23 W/ m2K), der Speicherboden ebenfalls mit PUR, allerdings in einer Stärke von 16 Zentimetern sowie mit einem Gehbelag aus Pressspan. Das Mansardendach ist größtenteils durch eine Zwischensparrendämmung mit Mineralwolle gedämmt (U-Wert: ca. 0,32 W/m2K). Die weitere energetische Sanierung der Gebäude steht derzeit nicht im Fokus, da eine Fassadendämmung aus Denkmalschutzgründen nicht möglich ist.

Einbindung verschiedener Wärmequellen in das Mikrowärmenetz

Das Mikrowärmenetz besteht aus zehn Wärmespeichern, die jeweils 1.200 bis 1.700 Liter Wasser fassen, aus 76 Flachkollektoren mit einer Nennleistung von ca. 150 kWth, einem Blockheizkraftwerk mit Leistungen von 20 kWel und 47 kWth sowie einem gasbetriebenen Spitzenlastkessel mit 450 kW Leistung. Hinzu kommt eine Wärmeübergabestation in jeder Wohnung. Die Kosten für das ganze System lagen bei rund 1,26 Mio. €, ca. 115.000 € davon schlugen für die Solarkollektoren und Solarstationen zu Buche, das BHKW mit etwa 62.000 €.

Das Wärmemanagement erfolgt über dezentrale Kontrollsysteme und ist so ausgerichtet, dass die Solarwärme nicht nur bevorzugt eingespeist, sondern auch dezentral verbraucht wird. Da das BHKW vergleichsweise klein ausgelegt ist, kann es fast ganzjährig unter Volllast betrieben werden. Der dadurch erzeugte Strom wird den Mietern über eine Tochtergesellschaft des Bauvereins für den Eigenverbrauch angeboten. Die sehr effiziente Arbeitsweise von Solaranlage und BHKW wird durch eine möglichst tiefe Rücklauftemperatur im Heizungsnetz sichergestellt. Um dies zu erreichen, mussten die handelsüblichen Wohnungsübergabestationen des Herstellers Meibes werksseitig mit geringem Aufwand konstruktiv modifiziert werden.

Wie sich nach über einjähriger Betriebserfahrung zeigt, funktioniert das Zusammenspiel der einzelnen Wärmequellen und das Management des Mikrowärmenetzes reibungslos. Wesentliche Erkenntnisse aus dem bisherigen Betrieb sind:

• Sehr tiefe Rücklauftemperaturen sowohl im Sommer bei der Warmwasserbereitung als auch im Winter in Verbindung mit der bestehenden Raumheizung erlauben einen hocheffizienten Betrieb des Gesamtsystems. Der solare Wärmeertrag von 59 MWh deckt rund 10 % des Gesamtwärmeverbrauchs des Gebäudekomplexes. In den Sommermonaten liegt der solare Deckungsanteil sogar bei über 60 %.

• Das BHKW steuerte rund 48 % der benötigten Wärmemenge bei, 42 % wurden durch den Spitzenlastkessel abgedeckt.

• Die prognostizierte Laufzeit des BHKW wurde um 8 % übertroffen. Die Laufzeit im Jahr 2016 betrug rund 6150 Stunden, 70 % des Jahres läuft das BHKW unter Volllast.

• Der gemessene Gesamtwirkungsgrad des BHKW beträgt im Jahresmittel gut 97 % (30 % elektrisch, 67% thermisch). Die Mindestforderungen nach EWärmeG liegen bei 80 %.

• Mehr als 75 % der Mieter beziehen Mieterstrom. Deren Stromverbrauch wurde zu 71 % durch das BHKW gedeckt.

„Wir sind sehr zufrieden mit der neuen Wärmeversorgung in unserem Gebäudeensemble in der Emmendinger Straße“, sagt Michael Simon, Leiter der Bauabteilung beim Bauverein Breisgau. Auch der Verkauf des BHKW-Stroms an die Mieter hat sich ausgesprochen positiv entwickelt – obwohl das Thema Mieterstrom absolutes Neuland für die Wohnungsgenossenschaft war. Das Tüfteln an einem passenden Modell jedenfalls hat sich gelohnt: „Bereits drei Viertel aller Mieter beziehen den preisgünstigen Strom aus eigener Herstellung“, zeigt sich Simon erfreut. Er könnte sich vorstellen, dass dieses Modell auch in anderen Gebäuden des Bauvereins zum Zuge kommt oder vielleicht bei anderen Gebäudeeigentümern Schule macht: „Ich würde mich freuen, wenn andere Wohnungsgesellschaften, Baugenossenschaften oder sonstige Eigentümer von Mehrfamilienhäusern unser Pilotprojekt zum Anlass nähmen und bei der Erneuerung ihrer Wärmeversorgung die Solarthermie und die Einbindung eines BHKW in Betracht zögen.“

Jens-Peter Meyer / Solarthermie-Initiative Freiburg