Im schwäbischen Bobingen ließ Paul Kammerer sein Elternhaus im Zuge einer energetischen Sanierung zum modernen, solar versorgten Smart Home umbauen. Vor allem die Photovoltaikanlage stellt eine Besonderheit dar.
Der Kontrast könnte kaum größer sein: Das Haus von Paul Kammerer ist zum großen Teil verglast – auf der Westseite mit schwarzen PV-Modulen im Dach und in der Fassade, zur Südseite mit einer großen Glasfläche, die bis unter den Giebel reicht. Direkt daneben steht ein Einfamilienhaus in herkömmlicher Bauweise.
Als der IT-Experte beschloss, mit seiner Familie in das Elternhaus aus den 1980er Jahren zu ziehen, nahm er die energetische Sanierung zum Anlass, ein Eigenheim ganz nach seinen Vorstellungen daraus zu machen. Heute wohnt die vierköpfige Familie in einem sanierten Einfamilienhaus, das sowohl gestalterisch als auch energetisch mit anspruchsvollen Neubauten mithalten kann.
Dank der Photovoltaikanlage, eines E3/DC-Hauskraftwerks aus der Pro-Serie und einer Grundwasser-Wärmepumpe kann die Familie fast die Hälfte ihres Energiebedarfs für Wärme, Strom und E-Mobilität solar decken. Diesen Anteil will Kammerer aber noch steigern.
Paul Kammerer ist technikaffin und legt, wie seine Frau Angelika Hübner, ebenfalls großen Wert auf Ästhetik. Außerdem wollte das Paar einen „guten Kompromiss zwischen Design, Komfort und Ökologie“, wobei sich der Ökologie-Aspekt auf die Herangehensweise, die Materialien und den späteren Betrieb bezog.
Konkret: Statt des Totalabrisses entschieden sie sich für den Umbau des geerbten Elternhauses, statt Beton und Kunststoff wollten sie Holz, und die Energieversorgung sollte möglichst ohne CO2-Ausstoß möglich sein.
„Ein Haus ohne Photovoltaik ist heute nicht mehr zeitgemäß.“
Zunächst analysierten die Bauleute und Architekt Drasch, was von dem alten Haus aus dem Baujahr 1985 erhalten werden könnte. Das führte dazu, dass alles oberhalb des Erdgeschosses und die alte Garage abgerissen wurden.
Es blieben aber zwei Baukörper: Im größeren Teil verblieb der Eingang, der durch eine Verglasung ins Hausinnere geholt wurde. Der kleinere Teil, in dem sich heute der Schlafbereich der Eltern befindet, wurde um einen Meter verlängert und der Linie des Hauptbaukörpers angeglichen.
Das neue Gebäude hat circa 400 Quadratmeter beheizte Wohn- und Nutzfläche, verteilt über Keller, Erd- und Obergeschoss.
Gebäudeintegrierte Photovoltaik
„Ein Haus ohne Photovoltaik ist heute nicht mehr zeitgemäß“, stand für Kammerer fest – und ebenso, dass die Solarmodule aus Gründen der Ästhetik schwarz sein sollten. Da seine Frau und er möglichst viel Energie selbst erzeugen wollten, sollte die Photovoltaikanlage zudem möglichst groß sein. Für den Architekten Rainer Drasch wurde dies zu einer Herausforderung.
Aus mehreren Optionen entschieden sich die Bauherren dafür, die Westseite des größeren Baukörpers komplett für die Solarstromerzeugung zu nutzen. Kammerer fand online die monokristallinen BIPV-Module von 3S-Swiss Solar Solutions und kontaktierte den Ingolstädter Solarfachbetrieb Bauer Energietechnik, der die Module des Schweizer Herstellers in Deutschland vertreibt.
Mit den kleinteiligen Abmessungen von 130 x 87,5 Zentimeter passten sie perfekt, Sonderanfertigungen waren nicht nötig. Die rahmenlosen Module wurden vollflächig in das Dach und in die Fassade integriert.
Insgesamt haben die 99 gebäudeintegrierten Module im Dach und in der Fassade eine Leistung von 18,81 Kilowatt (kW). An der Fassade ist der Solarertrag vergleichsweise niedriger, dafür ist die senkrechte Fläche bei tiefstehender Sonne im Winter von Vorteil.
Speichersystem mit Notstromfunktion
Für eine möglichst hohe Eigenversorgung mit Solarstrom ist ein Energiespeichersystem erforderlich. Ist der Strombedarf hoch, wie es hier aufgrund der Größe des Hauses, der Wärmepumpe, des Elektroautos, aber auch zahlreicher beruflich und privat genutzter Geräte und Unterhaltungselektronik der Fall ist, muss der Speicher entsprechend groß ausgelegt werden.
Kammerers Entscheidung fiel auf ein Hauskraftwerk S10 E Pro von E3/DC. Dazu riet auch Ferdinand Bauer, der schon an die 450 E3/DC-Speicher verbaut hat. „Ein DC-gekoppeltes System war das erste Kriterium, außerdem sprach die All-in-one-Bauweise für E3/DC und die Pro-Serie eignet sich sehr gut bei hohem Stromverbrauch.“
Die Akkus im Hause Kammerer haben eine nutzbare Speicherkapazität von 17,5 Kilowattstunden (kWh) und können eine Spitzenlast von 9 Kilowatt abdecken. Zudem ist der Speicher insel- und notstromfähig. In dem Speichersystem befindet sich auch der Wechselrichter für die Dachanlage. Er wird durch einen zweiten Wechselrichter für die Fassadenanlage ergänzt.
Im Technikraum hängt auch der Schrank mit dem KNX-System für die Haussteuerung und das Energie- und Klimamanagement. Das System steuert den Energiespeicher, die Wärmepumpe, die Verschattung der Fenster und zahlreiche andere technische Geräte im Smart-Home.
Die Regelung sorgt auch dafür, dass überschüssiger Solarstrom als Wärme eingespeichert wird. Der Pufferspeicher hat ein Fassungsvermögen von 900 Litern, der Warmwasserspeicher fasst 300 Liter.
Gute Voraussetzungen für Grundwasser-Wärmepumpe
Kammerer hatte günstige Voraussetzungen für eine Grundwasser-Wärmepumpe, die nun bei ihm im Keller steht. Der Untergrund ist kiesig und im Garten konnte er einen 14 Meter tiefen Brunnen bauen. Vier Kubikmeter Grundwasser mit einer Temperatur von etwa 10 Grad werden pro Stunde angesaugt. Das auf 4 Grad abgekühlte Wasser fließt im hinteren Teil des Gartens wieder in den Erdboden.
Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung komplettiert das Energiesystem, sie kommuniziert auch mit der Wärmepumpe. „Kontrollierte Wohnraumlüftung ist heute Standard“, sagt Architekt Drasch. Bei luft- und winddichter Dreischeibenverglasung sei ein gutes Lüftungskonzept aber auch notwendig, um Schimmel vorzubeugen.
Fazit nach einem Jahr
Seit Mai 2021 lebt die Familie in ihrem neuen Haus, das mit einem Bestandshaus aus den 80er Jahren nicht mehr viel gemein hat. Paul Kammerer, seine Frau und die beiden Söhne genießen den Wohnkomfort, der einen entsprechenden Strombedarf mit sich bringt. Knapp 25.000 kWh Strom verbrauchten sie von August 2021 bis Juli 2022 in dem Haus, davon hatte die Wärmepumpe einen Anteil von 10.800 kWh.
Ferdinand Bauer erklärt den hohen Verbrauch damit, dass der Estrich noch bis in den Januar 2022 nachgetrocknet werden musste. Er schätzt, dass der Gesamtbedarf im zweiten Jahr auf circa 18.000 kWh sinken wird. Kammerer führt den Strombedarf weiterhin auf das Elektroauto zurück, dass er früher als geplant angeschafft hat. Zum Aufladen des Akkus des E-Autos ist eine E3/DC Wallbox easy connect mit einer Ladeleistung von maximal 22 kW in der neuen Garage installiert.
Next Steps schon in Planung
Die Photovoltaikanlage erzeugte im betrachteten Zeitraum rund 15.100 kWh Solarstrom. Dabei lag die Autarkie-Quote bei 47 Prozent. Dies ist Kammerer, der ansonsten mit seinem neuen Haus rundum zufrieden ist, allerdings zu wenig. Deshalb plant er schon Erweiterungen.
Auf der Ostseite will er im kommenden Frühjahr voraussichtlich weitere Module mit acht Kilowatt Gesamtleistung installieren, aber diesmal nicht dachintegriert, da ansonsten das neue Dach nochmals umgebaut werden müsste. Zusätzlich wird das Speichersystem erweitert, was bei der Pro-Serie von E3/DC problemlos möglich ist. Die neue Solaranlage wird AC-seitig an das Hauskraftwerk angeschlossen.
