In meinem Rückblick auf das Solarthermie-Jahr hatte ich den Trend ausgemacht, dass die Zahl größerer Solarthermie-Anlagen für Mehrfamilienhäuser stetig wächst. Ein schönes Beispiel für solch eine Anlage ist in Freiburg in Betrieb. Der Bauverein Breisgau installierte vor gut einem Jahr auf sein ältestes Gebäudeensemble eine Solarthermie-Anlage und koppelte sie an ein neues Mikrowärmenetz. Nach einem Jahr Laufzeit des Pilotprojekts wurden jetzt die Betriebsdaten ausgewertet. Und die können sich sehen lassen!

Zahlen & Fakten zum Freiburger Solarthermie-Pilotprojekt

Denkmalgeschützter Gebäudekomplex mit veralteter Heizung

Es geht um das denkmalgeschützte Mehrfamilienhaus-Ensemble in der Emmendinger Straße in Freiburg – das erste und älteste Gebäude der Wohnungsgenossenschaft Bauverein Breisgau. Die zehn Mehrfamilienhäuser mit Baujahr 1903/1904 beherbergen

  • 92 Wohnungen
  • und zwei Gewerbeeinheiten.

Bevor die Wärmeversorgung modernisiert worden war, erwärmten die meisten Mieter Brauch- und Heizwasser  mit einer Gasetagenheizung. Vereinzelt  wurden sogar noch Einzelöfen befeuert. Denen wollte de der Bauverein an den Kragen – sie sollten von einer zentralen Wärmeversorgung via ein Mikrowärmenetz ersetzt werden.

Das neue Heizsystem im Überblick

Auf Anregung der Stadt Freiburg und gefördert vom Innovationsfonds der Badenova modernisierte man den Gebäudekomplex mit einem Heizsystem, das folgende Komponenten umfasst:

  • eine 191 Quadratmeter große solarthermische Anlage mit 76 Flachkollektoren mit einer Nennleistung von ca. 150 kWth
  • ein kleines Blockheizkraftwerk (BHKW) mit Leistungen von 20 kWel und 47 kWth
  • gasbetriebener Spitzenlastkessel mit 450 kW Leistung
  • zehn Pufferspeicher mit Volumina zwischen 1.200 und 1.700 Litern
  • eine Wärmeübergabestation in jeder Wohnung

Ursprünglich sollten die Solarthermie-Kollektoren komplett in die Dachhaut eingelassen werden, nach Intervention des Denkmalschutzamts wurde von dieser Installationsweise jedoch abgesehen.

Die historischen Gebäude haben einen jährlichen Heizwärmebedarf von rund 630 Megawattstunden (MWh). Der mit dem BHKW selbst produzierte Strom werde laut der Pressemeldung der Stadt Freiburg  zum Eigenverbrauch über eine Tochtergesellschaft des Bauvereins an die Mieter verkauft. Die Kosten für das ganze Wärmesystem hätten bei rund 1,26 Millionen Euro gelegen, 115.000 Euro davon schlugen für die Solarkollektoren und Solarstationen zu Buche, das BHKW kostete etwa 62.000 Euro, berichtet die Sonne, Wind & Wärme (SW&W) hier. Das Wärmemanagement erfolge demzufolge über dezentrale Kontrollsysteme und sei so ausgerichtet, dass die solare Wärme  bevorzugt eingespeist und auch dezentral verbraucht werde. Das vergleichsweise klein ausgelegte BHKW könne nahezu ganzjährig unter Volllast betrieben werden.

„Wir sind sehr zufrieden mit der neuen, innovativen Wärmeversorgung in unserem Gebäudeensemble in der Emmendinger Straße“, sagt Michael Simon, Leiter der Bauabteilung beim Bauverein Breisgau. Auch der Verkauf des BHKW-Stroms an die Mieter habe sich ausgesprochen positiv entwickelt: „Bereits drei Viertel aller Mietenden beziehen den preisgünstigen Strom aus eigener Herstellung“, erklärt Simon weiter. „Ich würde mich freuen, wenn andere Wohnungsgesellschaften, Baugenossenschaften oder sonstige Eigentümer von Mehrfamilienhäusern unser Pilotprojekt zum Anlass nähmen und bei der Erneuerung ihrer Wärmeversorgung die Solarthermie und die Einbindung eines BHKW in Betracht zögen.“

Die neue Gebäudedämmung

Die Kellerdecke (unterste Geschossdecke) der Gebäude wurde mit PUR-Schaum gedämmt. Die Dämmschicht hat eine Stärke von zehn Zentimetern und kommt damit auf eine Dämmwirkung beziehungsweise auf einen U-Wert von 0,23 Watt pro Quadratmeter und Kelvin (W/m2K). Den Speicherboden (oberste Geschossdecke) hat man  ebenfalls mit PUR gedämmt, dort kamen allerdings 16 Zentimeter Dämmstoffschicht zum Einsatz. Um den Dachfußboden begehbar zu gestalten, verlegte man auf die Dämmschicht noch Pressspan.

Das Mansardendach wurde mit einer Zwischensparrendämmung aus Mineralwolle gedämmt und kommt so auf einen U-Wert von etwa 0,32 W/m2K.

Mehr sei laut dem Bericht in der SW&W an energetischer Sanierung der Gebäude derzeit nicht geplant, da die Dämmung der Gebäudefassaden aus Denkmalschutzgründen nicht möglich sei.

Erste Betriebsdaten nach einem Jahr Laufzeit

Die Heizungsanlage werde mit möglichst niedriger Rücklauftemperatur betrieben – so wolle man die sehr effiziente Arbeitsweise von Solarthermie-Anlage und BHKW sichern. Dazu sei es nötig gewesen, die handelsüblichen Wohnungsübergabestationen des Herstellers Meibes werksseitig mit geringem Aufwand konstruktiv zu modifizieren.

Nach einjähriger Betriebserfahrung habe sich gezeigt, dass die einzelnen Wärmequellen und das Management des Mikrowärmenetzes einwandfrei zusammenspielten. Wesentliche Ergebnisse des zurückliegenden ersten Betriebsjahres seien:

  • Die sehr niedrigen Rücklauftemperaturen hätten im Sommer (Warmwasserbereitung) und im Winter (in Verbindung mit der bestehenden Raumheizung) einen hocheffizienten Betrieb des Gesamtsystems ermöglicht: Der solare Wärmeertrag von 59 MWh decke rund zehn Prozent des Gesamtwärmeverbrauchs des Gebäudekomplexes. In den Sommermonaten hätte der solare Deckungsgrad sogar bei mehr als 60 Prozent gelegen.
  • Das BHKW habe fast die Hälfte (48 Prozent) der benötigten Wärmemenge beigesteuert, 42 Prozent seien vom Spitzenlastkessel getragen worden.
  • Die vorhergesagte Laufzeit des BHKW wurde um acht Prozent übertroffen. Die Laufzeit im Jahr 2016 betrug rund 6.150 Stunden, 70 Prozent des Jahres laufe das BHKW unter Volllast.
  • Der gemessene Gesamtwirkungsgrad des BHKW betrage im Jahresmittel gut 97 Prozent (30 Prozent elektrisch, 67 Prozent thermisch). Zum Vergleich: Die aktuellen Mindestforderungen nach EWärmeG liegen bei 80 Prozent.
  • Mehr als 75 Prozent der Mieter bezögen Mieterstrom. Ihren Stromverbrauch habe zu 71 Prozent das BHKW gedeckt.

Gerda Stuchlik, die zuständige Bürgermeisterin, kommentiert die Auswertung des ersten Betriebsjahres des Pilotprojekts mit den Worten: „Solarthermie-Anlagen haben auch im Mehrgeschosswohnungsbau ihre Berechtigung und können dort einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.“ Freiburg wolle mit seinem Beispiel vor allem Besitzer von Mehrfamilienhäusern dazu anregen, über die Nutzung solarthermischer Anlagen nachzudenken. Das unter Denkmalschutz stehende Gebäudeensemble des Bauvereins zeige zudem, dass auch der Denkmalschutz kein Hindernis für Erneuerbare sein müsse. Gerade bei Mehrfamilienhäusern im Bestand gebe es demnach noch erhebliches Potential in Sachen Solarthermie. Nur ein Bruchteil der Mehrfamilienhäuser sei bislang mit solarthermischen Anlagen ausgestattet. „Das ist bedauerlich“, sagt Gerda Stuchlik in diesem Bericht weiter, „achtzig Prozent aller Mietwohnungen liegen in Wohnhäusern mit drei bis zwölf Wohneinheiten. Unser Ziel ist es, dass dieses Potential zukünftig stärker erschlossen wird. Denn nur, wenn die Solarthermie ihren Platz auch in der Wärmeversorgung von größeren Wohnhäusern findet, wird mittelfristig die Wärmewende gelingen können.“.

Zur Auswertung der Betriebsdaten

Wissenschaftlich wurde das Freiburger  Pilotprojekt vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesystem ISE, das auch seinen Sitz in der Stadt hat. Das Ergebnis nach einem Jahr Laufzeit kann sich sehen lassen: Die Pilot-Anlage habe der Atmosphäre mehr als zwölf Tonnen Kohlendioxid erspart. In den Sommermonaten lieferten die Kollektoren mehr als 60 Prozent der von den 92 Wohnungen benötigten Wärmemenge. Über das gesamte Jahr 2016 gesehen, konnte die Solarthermie rund zehn Prozent der Wärmeenergie bereitstellen.

Zum Weiterlesen empfehle ich Euch den Download des Flyers zum Solarthermie-Pilotprojekt in Freiburg, den ihr hier findet.

Foto: Titelseite des Flyers zum Projekt / Stadt Freiburg