2010-02: Energie in Gemeinden
Solarthermie
Abbildung 1
Im Rahmen des Projektes „Energy im minds!“ wurden zwischen den Jahren 2005 und 2009 insgesamt 113 neue „Solare Kombianlagen“ zur Warmwasserbereitung und Raumheizung für Ein- und Zweifamilienhäuser errichtet. Damit konnte die Anzahl von Neuanlagen in der Energieregion Weiz-Gleisdorf (17 Gemeinden und ca. 40.000 Einwohner) innerhalb von 5 Jahren um 400 Prozent gesteigert werden.
Solaranlagenboom durch EU-Projekt in der Energieregion Weiz-Gleisdorf
Von Gabriele Kuhness und Ewald Selvička*
Die Steigerung des Anteils Erneuerbarer Energieträger war ein wesentliches Ziel des im Rahmen des CONCERTO-Programmes der Europäischen Union gestarteten Projektes. Dabei waren neben den internationalen Partnern aus den Städten Neckarsulm (D), Falkenberg (S) und Zlin (CZ), das Weizer Energie- Innovations- Zentrum, die Feistritzwerke STEWEAG GmbH und AEE INTEC für die Information, Beratung und Umsetzungsbetreuung verantwortlich.
Abbildung 2: Größe der Solaranlagen
Während Warmwassersolaranlagen in Österreich insbesondere im Neubau immer mehr zum Standard werden, wurde versucht durch das Förderprogramm „Energy in minds!“ die Hausbesitzer anzuhalten, größere heizungseingebundene Solarwärme-Anlagen zu installieren. Dafür wurde den Gemeinden ein Förderbudget zur Verfügung gestellt mit dem die Mehrkosten der Kombianlagen teilweise abgedeckt werden konnte. Pro m² Kollektorfläche wurde ein Zuschuss von EUR 80,- (max. EUR 1.200,-) ausbezahlt, dafür musste aber auch ein Wärmemengenzähler zur Überprüfung der Funktion und Erträge eingebaut werden. Voraussetzung war auch, dass der Energiebedarf des Gebäudes zuerst durch entsprechende Dämmmaßnahmen auf einen Wert von unter 100 kWh/m²a gebracht wurde.
Fördermodell hat eingeschlagen
Durch eine breite Öffentlichkeitsarbeit mit Bauherrnabenden und Presseberichten in den Regionalmedien wurde auf „Energy in minds!“ und die Fördermöglichkeiten für Solare Kombianlagen aufmerksam gemacht. Aber auch den Installateuren wurden Planungsunterlagen angeboten und ein spezielles Weiterbildungsseminar abgehalten. Waren bei Projektstart insgesamt 50 Kombianlagen geplant, so konnten im Laufe des Projektes durch Umschichtungen zusätzliche Finanzmittel für Solaranlagen frei gemacht und letztendlich 113 Solare Kombianlagen in Ein- und Zweifamilienhäuser errichtet werden. Die Größe der Anlagen bewegt sich zwischen 15 und 40 m² Kollektorfläche, im Durchschnitt sind es 18,5 m² - bis auf eine einzige Ausnahme – ausschließlich mit Flachkollektoren ausgestattete Solaranlagen.
Abbildung 3: Entwicklung der Solaranlagen im Projektzeitraum 2005-09
Abbildung 4: Erträge der Solaranlagen
Solare Kombianlagen sind Stand der Technik
Die Errichtung von solaren Kombianlagen - sowohl im Rahmen eines Gebäudeneubaus als auch im Bestand von Ein- und Mehrfamilienhäusern - ist ein ganz wesentlicher Bestandteil einer auf Energieeffizienz und erneuerbare Energieträger ausgerichteten Versorgung mit Energiedienstleistungen.
Um den Anteil der erneuerbaren Energieträger in Europa auf die geforderten 20% anheben zu können, wird es notwendig sein alle Einsatzmöglichkeiten die mit solarthermischen Kollektoren abgedeckt werden können zu nutzen. Die Energiedienstleistung „Wärme für Gebäude“ mit 21 – 24°C zählt da ganz sicher dazu.
Kombisysteme zielen im Wesentlichen auf die Nutzung des auch in der Übergangszeit noch hohen Strahlungsangebotes der Sonne ab (Abbildung 5). Deutlich wird dabei, dass relevante Heizenergiebeiträge dann erreicht werden können, wenn das Gebäude eine sehr gute Wärmedämmung hat und ein Niedertemperaturabgabesystem vorhanden ist. Werden diese Voraussetzungen erfüllt, so können in Abhängigkeit von Kollektorfläche (üblicherweise 15 bis 40 m²) und Speichervolumen (üblicherweise 0,8 bis 4 m³) im Einfamilienhausbereich solare Gesamtdeckungsgrade (Raumwärme und Brauchwarmwasser) zwischen 15 und 50 % erreicht werden. Wichtige Voraussetzungen für eine Kombianlage sind:
- Guter Wärmedämmstandard des Gebäudes
- Wärmeabgabesysteme auf Niedertemperaturbasis
- Günstige Ausrichtung der Kollektorfläche
Abbildung 5: Verlauf des Wärmebedarfes (Warmwasser und Raumwärme) und des solaren Energieeintrages für ein Einfamilienhaus mit ca. 130 m² Wohnnutzfläche (Heizlast 6 kW) und 4 Personen. Die zugrunde liegende 25 m² große Kollektorfläche und ein Energiespeicher mit 1.800 Liter ermöglichen einen solaren Deckungsgrad von knapp 40 %. (Quelle: Skriptum zur Solarwärmeausbildung, Hrsg. AIT – Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal GmbH und AEE Institut für Nachhaltige Technologien)
Monitoring-Ergebnisse
Warmwasser-Solaranlagen haben den über das ganze Jahr konstanten Energiebedarf für die Warmwasserbereitung als Energiesenke zur Verfügung und decken diesen – bei entsprechender Dimensionierung – in den Sommermonaten bis 100%. Solare Kombianlagen haben eine erhöhte Kollektorfläche um während der Heizperiode zusätzlich auch noch Anteile des Heizenergiebedarfs abdecken zu können. Damit entsteht allerdings außerhalb der Heizsaison eine Überdimensionierung, die dazu führt, dass Teile des Energieangebotes, das von den Kollektoren angeboten wird, nicht genutzt werden können. Dafür sind ausreichend große Pufferspeicher vorzusehen, allerdings kann und wird es auch passieren, dass die Anlagen – wenn der Solarspeicher aufgeheizt ist - durch die Temperaturbegrenzung abgeschaltet werden. Mit solaren Kombianlagen kann zwar der Anteil des Energiebedarfs für Warmwasser und Heizung der erneuerbar und umweltfreundlich mit der Sonne gedeckt wird erheblich erhöht werden (von 15%-20% bei WW-Anlagen auf derzeit bis zu 50% bei Kombianlagen mit üblichen Pufferspeichern), allerdings reduziert die notwendige „Überdimensionierung“ in den Sommermonaten den spezifischen Solarertrag pro installiertem Quadratmeter Solarkollektor. Während bei Warmwasser-Solaranlagen mindestens 350 kWh/m² erreicht werden, sind dies bei Solaren Kombianlagen nur etwa 250 kWh/m².a. Dies zeigen auch die Monitoring-Ergebnisse.
Abbildung 4 zeigt einen Vergleich der kalkulierten mit den gemessenen Solarerträgen, wobei festgestellt werden konnte, dass die gerechneten Erträge fast immer erreicht werden konnten. Ursprünglich war die Installation der Zähler auch deshalb vorgesehen, um eine Funktionskontrolle bei den Anlagen zu erhalten. Die Ergebnisse zeigen aber, dass die Anlagen – nach einer ersten Einregelungsphase – problemlos funktionieren. Insgesamt 6 Kombianlagen in der Energieregion Weiz-Gleisdorf werden jetzt auch im Rahmen eines EU-Projektes (CombiSol-Solar combisystems Promotion and Standardisation, Projekthomepage: www.combisol.eu) mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet und im Detail vermessen. Erste Ergebnisse werden in den nächsten Ausgaben der Zeitschrift „erneuerbare energie“ veröffentlicht.
Schlussfolgerung
Da jede solare Warmwasserbereitungsanlage eine verlorene Kombianlage für die nächsten 20 bis 25 Jahre darstellt, sollte diese Anwendung der Sonnenenergienutzung - zur Erreichung der oben angeführten energie- und umweltpolitischen Ziele - in Zukunft mit ähnlichen Anreizsystemen wie im Projekt „Energy in minds!“ besonders unterstützt werden. Dass die Bevölkerung bereit ist die entsprechenden Investitionen zu tätigen, konnte in der Energieregion Weiz-Gleisdorf bewiesen werden.
*) Gabriele Kuhness und Ewald Selvička sind Mitarbeiter von AEE - Institut für Nachhaltige Technologien und dort verantwortlich für das Projekt „Energy in minds!“ [^]