SolarAktivHäuser: Optimierungspotential beim Heizen mit Sonnenenergie

Das Konzept von sogenannten “SolarAktivHäusern” beruht auf der Erzeugung von Wärme zum Heizen mit Hilfe von Sonnenenergie. Zum Einsatz kommen Wärmekollektoren und Wasserspeicher. Ein umweltfreundliches Konzept, für das es bisher allerdings noch keine unabhängigen Effizienzbewertungen gibt. Dies hat sich nun geändert: Forscher von Fraunhofer untersuchten die Sonnenhäuser, suchten nach Optimierungsmöglichkeiten und stellten das Konzept auf wissenschaftlich kräftigere Füße.

Das Sonnenhaus: Kuschlig warm dank Sonnenenergie

Heizen ist teuer. Steigende Energiekosten sorgen dafür, dass viele Hausbesitzer Unsummen dafür ausgeben, ihr Haus im Winter warm zu halten. In Deutschland, der Schweiz und Österreich stehen insgesamt 1700 Solarhäuser, die hauptsächlich mit Sonnenwärme heizen. Ihre Besitzer müssen sich nicht mit steigenden Kosten und unzuverlässigen Öllieferanten rumschlagen. Das Prinzip ist einfach: Wärmekollektoren auf dem Dach erhitzen Wasser, das dann in große Wasserspeicher fließt und zum Heizen und Duschen verwendet werden kann. Wenn das Haus gut gedämmt ist, können so etwa 60 Prozent des Wärmebedarfs gedeckt werden.

In einer Richtlinie hat die EU festgelegt, dass ab 2021 neu gebaute Häuser Niedrigstenergiehäuser sein müssen und nur wenig Brennstoffe verbrauchen dürfen. Sonnenhäuser stellen dabei das Gegengewicht zu sogenannten Passivhäusern dar, die sich auf effektive Dämmung verlassen.

Fraunhofer untersucht neun Sonnenhäuser

So sinnvoll das Konzept der Sonnenhäuser auch erscheint, bisher fehlte es an einer neutralen wissenschaftlichen Bewertung der Effizienz. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg haben dies mit ihrem Projekt “Heizsolar” nun geändert. Zusammen mit Solar- und Wärmetechnik Stuttgart, der Technischen Universität Ilmenau und dem Sonnenhaus-Institut schufen sie wissenschaftliche Grundlagen für die unabhängige Bewertung des Konzepts.

“Im Projekt Heizsolar haben wir neun SolarAktivHäuser über mehrere Heizperioden vermessen. Damit konnten wir die Basis dafür legen, die Häuser zu optimieren und die Kosten zu senken. Wir erwarten daher, dass ihre Bedeutung künftig deutlich steigen wird”, so Gerhard Stryi-Hipp, Gruppenleiter am ISE.

Prinzipiell lässt sich ein Haus komplett mit Sonnenenergie beheizen. Derartige Häuser sind aber extrem selten, da sie teuer sind und einen Warmwasserspeicher von mindestens 50.000 Litern Fassungsvermögen benötigen. So werden normalerweise als Kompromiss 60 Prozent des Wärmebedarfs eines Sonnenhauses aus Sonnenenergie befriedigt. „Im Frühjahr und im Herbst reicht die Leistung von 40 Quadratmeter-Solarwärmekollektoren sowie ein 5.000-Liter-Speicher im Einfamilienhaus völlig aus. Nur in den Monaten November bis Januar müssen über Gas- oder Holzheizkessel die fehlenden 40 Prozent zugeheizt werden“, so Stryi-Hipp.

Die Forscher entwickelten ein Simulationsmodell, mit dem sie die Häuser weiter optimieren wollen. Interessant sind auch die Möglichkeiten zur Speicherreduzierung, die die Akzeptanz der Häuser verbessern sollen. Mit einer Erweiterung der Fläche der Wärmekollektoren von 40 auf 60 qm für ein Einfamilienhaus ließe sich bspw. die Größe des Wasserspeichers von 6.000 auf 3.000 Liter reduzieren.

Erste Schritte in Richtung einer wissenschaftlichen Quantifizierung der Effizienz von “SonnenAktivHäusern” ist gemacht. Doch die Arbeit der Forscher ist noch nicht beendet. So wollen sie zum Beispiel als nächstes untersuchen, wie das Konzept im Vergleich zu Null- oder Plusenergiehäusern abschneidet.