Betriebserfahrungen mittlerer und ... - RPP Planungsbüro · RPP - Planungsbüro für ökologische Haustechnik, Solaranlagen & Energieberatung Vortrag Baufach 2007 Inhalt-Welchen

RPP - Planungsbüro fürökologische Haustechnik,Solaranlagen & Energieberatung

Vortrag Baufach 2007

Thomas Posanski

RPPPlanungsbüro für ökologische Haustechnik,Solaranlagen & Energieberatung

Hinrichsenstraße 3

04105 Leipzig

Betriebserfahrungen mittlerer undgroßer Thermischer Solaranlagen

Bauliche Lösungen, Wirtschaftlichkeitund Empfehlungen

Tel: 0341 14991056

Fax: 0341 2153905

e-mail: [email protected]



Inhalt

- Welchen Stellenwert haben größere Solaranlagen heute ?

- Vorstellung realisierter Anlagen

- Investitionskosten (Abrechnungen)

- Betriebserfahrungen, häufige Fehler, Tipps

- gemessene Energieerträge

- Wirtschaftlichkeit

- Fazit: Empfehlungen für die Zukunft



Wie ist die Situationvon ThermischenSolaranlagen im

Einfamilienhaus undMehrfamilienhaus

heute ?



Situation im Einfamilienhaus:- Standardsysteme (Paketlösungen) vieler Herstellererhältlich

- Solaranlagen zur Heizungsunterstützung habeninzwischen einen Marktanteil von ca. 50 %

- Handwerk verfügt über Erfahrung bei der Installation (?)

- 2005 wurden ca. 95.000 Anlagen neu installiert;Marktwachstum 2006 ca. 30 %

- positive Bewertungen in Stiftung Warentest usw.

- Bis Ende 2005 wurden in Deutschland 735.000 Anlageninstalliert.



Fazit für das EFH:

- funktionierende Systeme für WW-Bereitung undHeizungsunterstützung

- stabiler Markt mit einer Vielzahl von Anbietern

- Solaranlagen sind kein Nischenprodukt mehr



< 30 m² (6,59%)< 40 m² (1,90%)

< 50 m² (1,10%)> 50 m² (1,70%)

< 10 m² (53,65%)< 20 m² (35,06%)

Solaranlagen nach GrößenklassenVerteilung nach Kollektorfläche

Abbildungen: Verteilung der im Marktanreizprogramm von 2001 bis 2006geförderten SolarwärmeanlagenErkenntnisse: 96,4 % der Anlagen < 20 m²; 98,4 % private InvestorenQuelle: Stry-Hipp; Bundesverband Solarwirtschaft; Große Solarwärmeanlagen;in SBZ 20/07

< 20 m² (24,42%)

< 30 m² (2,60%)< 40 m² (0,50%)< 50 m² (0,20%)> 50 m² (0,20%)

< 10 m² (72,07%)

Solaranlagen nach GrößenklassenVerteilung nach Anzahl Anlagen



Wie ist die Situation beiMehrfamilienhäusern?

?Hintergrund:83 % der Gebäude sind Ein / Zweifamilienhäuser und 17 % MehrfamilienhäuserAber:47 % der WE im EFH / ZFH und 53 % der WE im MFH(Quelle: Statistisches Bundesamt)



Meinungen / Fragestellungen zugroßen Solaranlagen

„Die Hersteller verfügen über keine ausgereiften Systemefür große Solaranlagen.“

„Die Planer haben davon keine Ahnung.“

„Fehlende Erfahrung der Installationsfirmen.“

„Keine Ahnung was das kostet.“

„Kann eine Investition umgelegt werden?“

„Welche Energieeinsparung erreicht die Solaranlage in derPraxis?“

„Rechnet sich das ???“



Gibt es überhaupt schongroße Solaranlagen?



Objekt:

Johannes-R.-Becher-Straße

Inbetriebnahme:

1998

Kollektorfläche:

400 m²

Montageart:

Flachdachaufständerungmit Unterkonstruktion







Objekt: WfB Braunstraße

Inbetriebnahme: 1999

Kollektorfläche: 100 m²

Montageart: Aufdachmontage auf Sheddach



Werkstatt für Behinderte in Leipzig / Fotos: Quelle Humbeck Freie Architekten



Objekt: Titaniaweg

Inbetriebnahme: 2000

Kollektorfläche: 108 m²

Montageart: Flachdachmontage



Objekt:

Gärtnerstraße

Inbetriebnahme:

2001

Kollektorfläche:

108 m²

Montageart:

Fassadenmontage







Was haben dieseAnlagen gekostet ?



10810898,4398,4m²Absorberfläche

1298,281178,36966,42741,78/m²Spezifische Kosten pro

m² Absorberfläche

140214127.26395096295526

Gesamtkostenohne nichtfunktionsnotwendigeMeßtechnik

143214130263132.550359.437Gesamtkosten

ca. 3000ca. 3.00037.45463.911Kosten Meßtechnik

31.02030.677ca. 50014.316Der Solaranlagezuzurechnende Kosten

109.19496.58694.596281.210Investitionskosten einschl.Planung

Gärtner-straße

Titania-weg

Braun-straße

Becher-straße

Anlage



Fazit:-Thermische Solaranlagen können zu spezifischen Kosten von600 – 1.300 €/m² errichtet werden.

- Voraussetzung für günstige Kosten sind gut geeignete Objekte.

- Anlagen mit Flachkollektoren lassen sich mit geringerenspezifischen Kosten realisieren. Vakuumröhrenkollektoren habenVorteile bei spezifischen Einsatzbedingungen.

- Viele Veröffentlichungen enthalten nur reine Investitionskosten.Bei Vergleichen ist zu hinterfragen, ob Planung, Mehrwertsteuerund sonstige Kosten (z.B. Unterkonstruktion) mit enthalten sind.

- Bei öffentlicher Ausschreibung lassen sich i.a. bessere Preis-Leistungsverhältnisse erzielen.



Betriebserfahrungen

Häufige Fehler

Tipps



Allgemeine Aussagen

- Die Kollektoren der verschiedenen Hersteller erfüllen i.a.die in sie gesetzten Anforderungen.

- Größere Probleme gibt es mit den sonstigen Bauteilen,wobei eine generelle Häufung von Schadensfällen beieinzelnen Bauteilen nicht festgestellt werden kann.

- Der Faktor Mensch spielt bei Planung, Installation undAnlagenüberwachung eine sehr entscheidende Rolle.



Unterkonstruktion

- spezifische Kostenvon 50 – 250 €/m²

- z.T. ähnliche Kostenwie Kollektoren

- mitentscheidendüberWirtschaftlichkeit

- verantwortungsvolleStatik erforderlich



















WelcheEnergieeinsparungenwurden in der Praxistatsächlich erreicht ?



320,1Durchschnitt

401,239.4802006

319,431.4252005

1.1. – 7.6. Fehlfunktion;Speicherladekreis

164,116.1482004

325,532.0292003

390,138.3892002

Bemerkungenspez. Solarertragin kWh/m²*a

Energieertragin kWh

Jahr

Solaranlage WfB BraunstraßeAlle Daten aus Solarthermie 2000. Keine eigenen Recherchen und Auswertungen,deshalb nur Darstellung.

Behindertenwerkstatt ohne Wochenendnutzung. Deshalb sind geringere spezifischeErträge als im Wohnbereich normal.



Jan Feb Mae Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez0,00

0,25

0,50

0,75

1,00

1,25

1,50

1,75

2,00

spezifischer Warmwasserverbrauchpro Wohnheimplatz 2006

Titania 179 Plätze:11,25 m³/Pl

Gärtner 203 Plätze:14,54 m³/Pl

Becher 904 Plätze:20,71 m³/Pl

Monatswerte

spez

. War

mw

asse

rver

brau

ch in

m³/P

latz



Jan Feb Mae Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

spezifische Einstrahlung pro m²in der Ebene

2004: 1043,68 W/m² 2005: 1108,33 W/m² 2006: 1139,59 W/m²

Monatswertespez

. Ein

stra

hlun

g pr

o m

² in

der E

bene




5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

Kollektorkreisertrag und Solarertrag gesamtJoh-R.-Becher-Strasse 2005

QKT 2005:215499 kWh

QSV 2005:242124 kWh

Monatswerte

Ertr

ag in

kW

h




5000

10000

15000

20000

25000

30000

35000

40000

45000

50000

55000

Kollektorkreisertrag und Solarertrag gesamtJoh-R.-Becher-Strasse 2006

QKT 2006: 242486kWh

QSV 2006: 280633kWh

Monatswerte

Ertra

g in

kW

h




10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

spezifischer Solarertrag pro m²und Einstrahlung 2005

Titania: 313kWh/m²

Gärtner: 363kWh/m²

Becher: 627kWh/m²

Strahlung: 1108kWh/m²*a

Monatswerte

spez

. Sol

arer

trag

pro

m²




102030405060708090

100110120

0

25

50

75

100

125

150

175

200

225

spezifischer Solarertrag pro m²und Einstrahlung 2006

Titania: 304kWh/m²

Gärtner: 316kWh/m²

Becher: 638kWh/m²

Strahlung: 1154kWh/m²*a

Monatswerte

spez

. Sol

arer

trag

pro

m²




10

20

3040

50

60

7080

solare Deckungsraten 2005(Ansatz Zirkulation 20 %)

Titania: 28,0 % Gärtner: 21,9 % Becher: 23,9 %

Monatswerte

sola

re D

ecku

ngsr

ate

in %




10

20

30

40

50

60

7080

solare Deckungsraten 2006(Ansatz Zirkulation 20 %)

Titania: 29,2 % Gärtner: 20,9 % Becher: 24,3 %

Monatswerte

sola

re D

ecku

ngsr

ate

in %



338322642360Durchschnitt

3163046384012006

3633136273192005

3363506602004

108108398,498,4Kollektorfläche inm²

GärtnerstraßeTitaniawegBecherstraßeBraunstraßeObjekt

Zusammenfassung: spezifischer Solarertrag in kWh / m²*a



Fazit-Die gemessenen spezifischen Erträge von großen ThermischeSolaranlagen schwanken zwischen 300 und 650 (?) kWh/m²*a. Sie liegendamit leicht über denen von Kleinanlagen.

- Ähnliche Ergebnisse ergaben sich bei anderen veröffentlichtenSolaranlagen (z.B. Solarthermie 2000).

- Auch „wissenschaftlich“ ermittelte Messdaten sind zu hinterfragen bzw.zu erläutern.

- Alle Messdaten sollten fachlich interpretiert und erläutert werden.Fehler bei der Auslegung (Überdimensionierung), Simulation (falscheAnsätze), Installation (Montagefehler) und Betrieb sind zu bewerten.

- Bei den konkreten Anlagen konnten mit direkt durchströmtenVakuumröhrenkollektoren keine besseren Erträge im Vergleich zuFlachkollektoren erzielt werden.

- Im konkreten Fall wurden mit einer Röhrenkollektoranlage auf demFlachdach und an der Fassade vergleichbare Jahresergebnisse erzielt.Der jahreszeitliche Verlauf unterscheidet sich aber erheblich.



Wirtschaftlichkeit

Versuch einerAnnäherung



100100100100m²Anlagengröße

€

€

€

€/m²

84.00070.00056.00042.000TatsächlicheInvestitionskosten

36.00030.00024.00018.000Förderung30 %Tilgungszuschuss

120.000100.00080.00060.000Investitionskostengesamt

1.2001.000800600SpezifischeInvestitionskosten

4321Variante



500400300kWh/m²*aSpezifischerEnergieertrag

€/a

€/a

€/a

kWh/a

282522101595TatsächlichesEinsparpotential

250250250Wartung

307524601845

JährlicherEnergiekostenein-sparungSWL 10/07 Sonderabkommenab 72.001 kWh/a 6,15 ct/kWh

50.00040.00030.000JährlicherEnergieertrag

cbaVariante



500kWh/m²*a

400kWh/m²*a

300kWh/m²*a

14,919,026,31 (60.000 €; 42.000 )

29,738,052,74 (120.000 €; 84.000 )

24,831,743,93 (100.000 €; 70.000 )

19,825,335,12 (80.000 €; 56.000 )

cbaAmortisation (statisch)in Jahren



0123456789

Arb

eits

prei

s (C

t/kW

h) in

cl. S

teue

rn

93 94 95 96 97 98 99 00 01 02 03 04 05 06 07Gas EFH Gas MFH Fernwärme

Energiepreise 1993 - 2007Basis: Stadtwerke Leipzig



0

10

20

30

40

50G

aspr

eis

in c

t pro

kW

h

2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027Jahr

jährliche Energiepreissteigerung 10 %jährliche Energiepreissteigerung 5 %

Energiepreisentwicklungjährliche Steigerung 5 % bzw. 10 %



02000400060008000

10000120001400016000

Eins

paru

ng in

/a

2007 2009 2011 2013 2015 2017 2019 2021 2023 2025 2027Jahr

jährliche Energiepreissteigerung 10 %jährliche Energiepreissteigerung 5 %

jährliche EnergiekosteneinsparungAnsatz: 100 m²; Ertrag 400 kWh/m²*a



Jährliche Energiepreissteigerung: 5 % oder 10 %Lebensdauer: 20 JahreMittlerer Energiepreis der nächsten 20 Jahre: 10,46 oder 18,77 ct/kWh

500400300kWh/m²*aSpezifischerEnergieertrag

€/a

€/a

€/a

kWh/a

42308385

31846508

21384631

TatsächlichesEinsparpotential

100010001000Wartung

52309385

41847508

31385631

JährlicherEnergiekostenein-sparung

50.00040.00030.000JährlicherEnergieertrag

cbaVariante



500kWh/m²*a

400kWh/m²*a

300kWh/m²*a

Mit 5 % jährlicherEnergiepreissteigerung

9,913,219,61 (60.000 €)

19,826,439,34 (120.000 €)

16,522,032,73 (100.000 €)

13,217,626,22 (80.000 €)




500kWh/m²*a

400kWh/m²*a

300kWh/m²*a

Mit 10 % jährlicherEnergiepreissteigerung

5,06,59,11 (60.000 €)

10,010,818,14 (120.000 €)

8,310,815,13 (100.000 €)

6,78,612,12 (80.000 €)




Fazit:Es gibt technisch gut funktionierende große Thermische Solaranlagen.

Um einen wirtschaftlichen Betrieb zu erreichen, sind geeignete Objekteauszuwählen.

Beim Neubau oder im Zusammenhang mit einer Komplett- oderDachsanierung lassen sich günstige spezifische Baukosten erzielen.

Eine detaillierte Planung ist sehr empfehlenswert. Dies gilt vor allem fürZusammenhänge zwischen Kollektorfläche, solarer Deckungsrate undEinsparungen.

Die aktuellen stark verbesserten Förderbedingungen (30 %Teilschulderlass) ermöglichen den wirtschaftlichen Einsatz von großenThermischen Solaranlagen.

Aussagen zur Wirtschaftlichkeit hängen entscheidend von Prognosenüber zukünftige Energiepreisentwicklungen ab.



Forderungen (klimapolitisch):Die Klimaschutzziele im Gebäudebereich lassen sich nur unterEinbeziehung aller Gebäudeklassen erreichen.

Die verstärkte Nutzung von Solaranlagen auf größeren Objekten istzwingend erforderlich.

Forderungen (für die Branche):Solartechnik muss funktionieren und beim Bauherrn diegeplanten Einsparungen bringen.

Dazu ist erforderlich:-Fachlich fundierte Planung- Mut zur (öffentlichen) Ausschreibung- Weiterentwicklung und ansatzweise Standardisierung der Technik- Ertrags- und Anlagenüberwachung- Beratung, qualifizierte Weiterbildung

- garantierte Solarerträge.



Lösungsansätze:Warmmietenneutralität – Betriebskostensenkung>= Modernisierungsumlage (§ 559 BGB Abs.1 –Schaffung von win-win-SituationenNutzung von Solaranlagen als Marketing- undVermietungsinstrument

Verbesserung der Wirtschaftlichkeit durchhöhere Energiepreise

Erneuerbares Energien Wärme Gesetz (EEWG)oder vergleichbare gesetzliche Anforderungen

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