Autarkie mit integrierten Warmwasserspeichern im Gebäude

Zusammenfassung

Unter Autarkie in Gebäuden versteht man im Allgemeinen die Selbstversorgung mit elektrischer Energie und Wärme [1, 2]. Eine vollständige Autarkie der Wärmeversorgung im Gebäude ist bisher nur in Ausnahmefällen realisiert worden [13]. Zurzeit wird die elektrische autarke Energieversorgung mit Fotovoltaik und Wind noch diskutiert. Eine unabhängige Wärmeversorgung mit Hilfe erneuerbarer Energien bedeutet aber eine große Einsparung von Primärenergie und ist volkswirtschaftlich anzustreben. Sie wird dokumentiert in einer Vielzahl von Gebäuden, die Autarkiegrade oberhalb von 50 % besitzen. Im Folgenden wird die Teilautarkie bzw. der Autarkiegrad der Selbstversorgung von Gebäuden mit Wärme betrachtet. Betrachtet man den gesamten Gebäudebestand, so wurden komplett selbstversorgende Gebäude bisher kaum realisiert. Dies ist nicht zu verwechseln mit dem Plus-Energiehaus, das sich auf die elektrische Energie konzentriert. Der Autarkiegrad bezieht sich hier sowohl auf die Erzeugung von Wärmeenergie als auch auf deren Verbrauch in den Bilanzgrenzen des Gebäudes. Im Folgenden werden die entscheidenden Größen wie Wärmebedarf, solare Wärmeproduktion in Form der Kollektorfläche der Solarpanels und der maximale Energieinhalt von Warmwasserspeichern betrachtet. Damit ein Vergleich unabhängig von der Gebäudegröße gemacht werden kann, werden aus diesen Daten Relationen (Autarky Performance Indicators API) gebildet und zum Autarkiegrad in Beziehung gesetzt. Dabei werden Tendenzen bezüglich der Kollektorflächen und den Speicherinhalten im Verlauf der Trendlinien des Autarkiegrades sichtbar. Im Fall der autarken Wärmeversorgung stehen drei Aspekte in unmittelbarem Zusammenhang: der Energieverbrauch im Gebäude (Wärmebedarf), die Energieerzeugung durch das Gebäude und die Speicherung von Energie innerhalb oder außerhalb des Gebäudes. Zwischen diesen besteht ein systemischer Dreiklang (Abb. 17.1), wie bereits in der Einleitung (Kap. 1) beschrieben.