Holz-Sonne-Kopplung
© Firma Jenni, Schweiz
Immer mehr Häuser verfügen über eine solarthermische Anlage zur Erzeugung von Warmwasser, seltener jedoch über eine sonnenseitige Heizungsunterstützung. Seit 2001 wurden in Rheinlandpfalz etwa 100.000 solarthermische Anlagen errichtet, über 65.000 davon mit Fördermitteln.
Aktuell gibt es nur wenige Sonnenhäuser. Darunter versteht man Gebäude, die zu mehr als 50 Prozent ganzjährig mit Solarwärme versorgt werden. Diese Sonnenhäuser sind sehr gut isoliert, mit einer großen Solarthermieanlage auf dem südlich exponierten Dach und einem Saison-Pufferspeicher ausgestattet, sie stellen die Zukunft des energiesparenden Bauens und Sanierens dar.
Das Ziel eines Hausheizsystems sollte sein, die Grundlast des Heizbedarfs über die Sonne bereitzustellen und dann insbesondere in den Wintermonaten das bereits vorerwärmte Wasser durch den Einsatz von geringen Mengen an konventioneller Energie (Biomasse oder auch - wenn nicht anders machbar - fossil) auf die nötige Heizungstemperatur zu erwärmen.
So lässt sich insgesamt die größte Unabhängigkeit von allen Energieträgern erreichen.
© Solarverein Trier
Beschreibung eines Sonnenhauses:
Um mehr als 60 % des Jahreswärmebedarfs eines Einfamilienhauses durch die Sonne erzeugen zu können, benötigt man ein modernes oder modernisiertes, gut gedämmtes Haus. Folgende Punkte sollten beachtet werden:
- ca. 50 -60 m² Kollektorfläche. Diese sollte ausreichen, um ca. die Energie von bis zu 2.000 Litern Heizöl/Jahr zu erzeugen.
- Süddachseite nicht eindecken, auf die Sparren wird ausschließlich eine Folie aufgebracht, auf welcher die Kollektoren gebaut werden.
- Süddachseite Neigung ab 50° besser 65 °. Dadurch wird die Wintersonne besser genutzt und einer Überhitzung der Anlage im Sommer vorgebeugt.
- einen schlanken, zweigeschossigen Pufferspeicher mit guten Schichtungseigenschaften.
- 150 –bis 200 Liter Puffervolumen pro 1 m² Solarkollektorfläche.
- Pufferspeicher mit mindestens 12 bis 15 m³ Volumen.
- Einbau eines Heizstabes in den Pufferspeicher, um Strom zur Erwärmung des Wassers bei Zeiten mit negativen Strompreisen zu nutzen.
- Dämmdicke der Speicherisolation möglichst 25 bis 30 cm.
- Niedertemperaturheizung, d.h. Fußboden- und/oder Wandheizung.
- kleiner Holz- oder Pelletofen im Wohnzimmer mit Wassertaschen zum winterlichen.-Holzbedarf: 1-2 Rm (Raummeter) Scheitholz/Jahr.
Der Aufbau regenerativer Heizungssysteme mit Holz und Sonne und die Neu- und Ersatzbeschaffung von nunmehr effizienten Heizkesseln wird durch vielfältige Förderungen auf Bundes und Landesebene unterstützt.
Intensiv mit der solarthermischen Nutzung der Sonne beschäftigten sich die inzwischen zahlreichen Solarvereine, von denen explizit der Solarverein Trier und das Sonnenhaus-Institut hier genannt seien.
Diese sind unter den folgenden Webseiten erreichbar.
Sonnenhaus Referenzobjekte auf den Seiten von:
- Sonnenhaus Institut: www.sonnenhaus-institut.de/index.html
- Jenni Energietechnik AG: www.jenni.ch/fotos.htm
Synergieeffekte
Große Effizienzsteigerung durch den Einsatz von Pufferspeichern bei der Holz-Sonne-Kopplung
Der Einbau eines ausreichend dimensionierten Pufferspeichers hat sowohl für den Geldbeutel des Hausbesitzenden, als auch für die Umwelt große Vorteile. In einigen neuen Holzheizanlagen werden die Pufferspeicher sogar über die gesetzlichen Vorschriften hinaus in einer Größenordnung von 100 oder mehr Liter Puffervolumen pro kW Kesselleistung eingebaut. Der Grund dafür liegt im kaum regelbaren Abbrand von Scheitholz. Um mit höchstem Wirkungsgrad und geringsten Emissionen zu verbrennen, muss Holz mit viel Sauerstoff, das heißt unter hohen Temperaturen, rasch abbrennen.
Der dabei in kurzer Zeit in Wärme umgesetzte Energiegehalt des Holzes kann in einem gut isolierten Speichergefäß bis zum endgültigen Verbrauch "zwischengelagert" werden. In großen Pufferspeichern kann diese Wärme auch eine längere Zeit gespeichert werden, so dass man seltener Anheizen muss. Der Pufferspeicher erhält damit den Charakter eines sogenannten „Saisonspeichers“.
Bei einem Holzkessel ohne Pufferspeicher würden öfter größere Menge des gerade erhitzten Wassers abgeführt werden, um den Kessel vor Überhitzung zu schützen. Gleichzeitig würde auch die Primärluftzufuhr des Kessels (Luftklappe) geschlossen werden, so dass es zu einem übelriechenden, feinstaubträchtigen Schwelbrand des Holzes käme.
Ein Pufferspeicher ist aber gleichzeitig auch Voraussetzung für die thermische Nutzung von Sonnenenergie.
In den Monaten der warmen Jahreszeit kann damit die Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung oder auch zum Heizen in der Übergangszeit genutzt werden.
Somit kann man den Pufferspeicher als Bindeglied zwischen Holz- und Sonnenenergienutzung bezeichnen. Gerade durch die heute sehr ausgereifte und ausgeklügelte Mess-, Steuerungs- und Regeltechnik können nun Holz- und Sonnenenergie über diesen gemeinsamen Speicher ergänzend genutzt werden. Pufferspeicher können bereits jetzt und wohl auch vermehrt in Zukunft eine weitere Funktion übernehmen.
In Zeiten mit sehr niedrigen bzw. negativen Strompreisen können sie mittels eines eingebauten Heizstabes Ihr Wasser kostengünstig mit Strom aufheizen.
Zu einem guten Heiz(ungs)system gehören neben dem Pufferspeicher, Qualitätsbrennholz und eine gut eingestellte und gewartete Holzheizanlage. Dies alles zusammen garantiert Ihnen behagliches Wohnen und der Umwelt schadstoffarme Abgase sowie ein Minimum an Feinstaubbelastung.
Eine moderne Holzfeuerungstechnik ist heute sicherlich nicht ganz preiswert in der Anschaffung. Deshalb wird Ihre Umstellung von fossilen Brennstoffen auf den erneuerbaren Energieträger Holz durch staatliche Förderprogramme finanziell unterstützt.