Das Plusenergiehaus 2.0 - Innovatives Plusenergie-PV-Sonnenhaus hat einen Primärenergiebedarf von 5,8 kWh/m²a nach EnEV 2009

Das Plusenergie-Photovoltaik-Sonnenhaus hat einen Primärenergiebedarf von 5,8 kWh/m²a nach EnEV 2009. Damit orientiert sich das Einfamilienhaus schon heute am möglichen Niedrigst­energiegebäude-Standard ab 2020 für Neubauten nach der EU-Gebäuderichtlinie. Möglich machts eine Kombination aus dem perlitverfüllten „Poroton-T8-P“ für eine hochwärmedämmende Gebäudehülle, einem Pufferspeicher, Photovoltaik, Wärmepumpe und Energiemanagement.

Spezielle Programmierung der Wärmepumpe
Anders als beim „üblichen“ Plusenergiehaus wird die Energie, die durch die PV-Anlage mit 8,8 kW Spitzenleistung gewonnen wird, überwiegend selbst genutzt für Strom- und Wärmeerzeugung. Der Solarstrom wird zuerst im Haushalt und danach von einer Luft/Wasser-Wärmepumpe verbraucht, deren Steuerung speziell für dieses Haus programmiert wurde. Das Gerät mit Zubadan-Inverter-Technologie von Mitsubishi Electric passt die Kompressorleistung dem verfügbaren Solarangebot an und läuft ausschließlich dann, wenn die Sonne scheint und eigener Strom erzeugt wird. Die Wärmepumpe gewinnt aus einem Teil Sonnenstrom mehr als drei Teile nutzbare Wärme aus der Außenluft. Liefert die PV-Anlage mehr Strom als aktuell im Haushalt verbraucht wird, wird dieser Überschuss von der Wärmepumpe umgewandelt und als Wärmeenergie im 4500 l fassenden Warmwasser-Pufferspeicher im Keller des Hauses gespeichert. So steht die Energie noch Tage später für Heizung und Warmwasser zur Verfügung.

Mehr als der Grundstein
Der geringe Heizwärmebedarf und die überwiegende Eigenversorgung des großzügigen Hauses beruhen nicht zuletzt auf den guten Dämmeigenschaften des 36,5 cm schlanken Poroton-Ziegels „T8-P“. Der Dämmstoff, das vulkanische Mineral Perlit, steckt in den Kammern und minimiert somit den Transmissionswärmeverlust – ohne künstliche Zusatzdämmung.
Die Wärme wird in den Wänden gespeichert und zeitversetzt wieder abgegeben. Was im Sommer für angenehme Kühle sorgt, senkt die Heizkosten im Winter. Diese von der Wand abgestrahlte Wärme wird als sehr angenehm empfunden. Die Naturbaustoffe regulieren neben der Temperatur auch die Feuchtigkeit der Wohnräume. Dadurch sinkt das Risiko für Schimmelbefall. Zertifizierungen, wie die Umweltproduktdeklarationen (EPD) des Instituts Bauen und Umwelt und das eco-Institut-Label, kennzeichnen verfüllte Poroton-Ziegel als gesund, ökologisch und nachhaltig.
Für die Bewohner Sarah und Thomas Michaelis mit ihren Kindern stand von Anfang an fest, dass sie ihren Energiebedarf aus erneuerbaren Quellen decken wollen. Deshalb ließen sie sich für dieses Pilotprojekt begeistern. Das System kann sowohl im Haus als auch von außerhalb per Smartphone bedient werden. Durch Fernwartung wird derzeit die Anlage feinjustiert, „beispielsweise, um den Winterbetrieb zu optimieren“, erklärt Rainer Körner.

Mit Wasserspeicher das Stromnetz entlasten
Ist der Wärmespeicher voll, wird der Stromüberschuss ins Netz eingespeist und entsprechend vergütet. „Ein wassergefüllter Wärmespeicher ist effizienter, kostengünstiger und langlebiger als ein Akkusystem, das den Strom direkt speichert“, versichert Wolfgang Hilz. Durch die Nutzung von Sonnenenergie mit Speichermöglichkeit steht einen Großteil des Jahres vor Ort erzeugte Energie zur Verfügung.
Wärmepumpen mit Solarstrom zu betreiben ist nicht neu, doch der hohe solare Deckungsgrad – 58% für Warmwasser, 45% für Haushaltsstrom – zeichnet das innovative Konzept aus. Im Winter funktioniert der mit dem Wasserspeicher verbundene Kachelofen als Zusatzheizung, die den Speicher „auflädt“. Dieser versorgt dann Heizung und Warmwasser, ohne dass die Wärmepumpe Strom aus dem Netz benötigt. So wird das öffentliche Netz entlastet und die Effektivität der Anlage gesteigert. Der Ofen kommt laut Vorausberechnung mit circa vier Kubikmetern Scheitholz pro Jahr aus.
Zudem steigert der Kamin im mehr als 50 m² großen Wohn-Ess-Bereich mit offener Küche den Wohnwert. Der Treffpunkt der Familie nimmt fast das gesamte Erdgeschoss ein, während im Obergeschoss jeder seinen Rückzugsort hat. Zwei geräumige Kinderzimmer, das Elternschlafzimmer mit Ankleide und das Familienbad sind durch eine Galerie verbunden. Das Haus mit einer Wohnfläche von 168 m² entpuppt sich als Raumwunder. Neben dem Wasserspeicher im Keller ist dort auch Platz für einen Hobbyraum, ein Gästebad und ein 30 m² großes Arbeitszimmer.

Energiewende umgesetzt
Der Jahresprimärenergiebedarf nach EnEV-Berechnungen (5,8 kWh/m²a) umfasst Energie für Heizung, Warmwasser, Hilfsstrom für die Anlagentechnik und die sogenannte „graue Energie“ für das Schlagen, Sägen und Transportieren des Kaminholzes. Die Jahresprimärenergiebilanz nach Plusenergiehaus-Kriterien berücksichtigt zusätzlich den Haushaltsstrom sowie den ins Netz eingespeisten Überschussstrom und weist einen negativen Jahresprimärenergiebedarf von -19 kWh/m²a aus. Im Sinne einer möglichst umweltfreundlichen Energieversorgung ist diese Größe wesentlich wichtiger als die Endenergie, denn sie verdeut­licht: das Plusenergie-PV-Sonnenhaus entlastet die Umwelt durch die Nutzung Erneuerbarer Energien jährlich in einer Größenordnung von etwa 2,7 t CO2.
Für Baufachmann Rainer Körner ist dieser positive Effekt für die Umwelt eine Bestätigung, auf dem richtigen Weg zu sein: „Die Energiewende kann nur gelingen, wenn man in größeren Zusammenhängen denkt“, betont er. „Um sie umzusetzen, müssen wir viele kleine Schritte gehen, die zusammen den großen Fortschritt ergeben. Nur so können wir unseren Energiebedarf senken und Erneuerbare Energien sinnvoll nutzen.“

Bilder: Deutsche Poroton/Eveline Hohenacker

Kontakt: Deutsche Poroton GmbH, 10969 Berlin, Tel. 030 25294499, Fax 030 25294501, mail@poroton.org, www.poroton.de

Energie vor Ort erzeugen und verbrauchen
Bei der Nutzung von Photovoltaik ohne Speichermöglichkeit fließen im Sommer hohe Strommengen in das öffentliche Netz, die dort auf ein Überangebot an Ökostrom treffen. Im Winter verbraucht die Wärmepumpe üblicher Plusenergiehäuser ohne Holz-Zusatzheizung vorwiegend Strom aus Kohle- sowie Atomkraftwerken. Das belastet die Umwelt und die schon an ihrer Kapazitätsgrenze arbeitenden Stromnetze. Hinzu kommt, dass die Einspeisevergütung stetig sinkt. Daher sollte soviel Energie wie möglich vor Ort erzeugt und verbraucht werden.