my-PV
Nach der ersten Heizsaison hat my-PV aus der Bauherrensicht die Erfahrungen und Ergebnisse seines solarelektrischen Betriebsgebäudes präsentiert. Mit geringeren Investitionskosten wurde schon in der ersten Heizsaison eine bilanzielle Autarkie über alle Sektoren (Strom, Wärme, Mobilität) erreicht.
Kompakt zusammengefasst
■ my-PV hat in seinem neu errichteten Firmengebäude die Heiztechnik nach dem Credo des Unternehmens „Kabel statt Rohre“ direktelektrisch ausgeführt und mit einer großen Photovoltaik-Anlage (117 Wp/m2 Geschossfläche) kombiniert.
■ Die Investitionskosten für das Konzept sind geringer als bei einer Heizungslösung mit Wärmepumpe und wasserführender Wärmeübergabe. Das Heizsystem ist nahezu wartungsfrei.
■ Am Standort in Neuzeug (Österreich) wurde mit dem solarelektrischen Konzept bereits im ersten Winterhalbjahr (November bis April) bei der elektrischen Energie über alle Sektoren (Betriebsstrom, Wärme, Mobilität) eine bilanzielle Autarkie erreicht.
■ Im Jahresverlauf werden mit dem direktelektrischen Konzept negative Betriebskosten über die Bereiche Strom aus dem öffentlichen Netz, Wasser, Entwässerung, Versicherung und Grundsteuer erwirtschaftet.
Ende September 2021 wurde das neue Firmengebäude von my-PV im oberösterreichischen Neuzeug feierlich eröffnet. Als Hersteller für solarelektrische Haustechnik war es für das Unternehmen klar, beim neuen Standort die eigene Philosophie von Photovoltaikwärme auch für sich selber umzusetzen. Der Planungsgrundsatz lautete entsprechend: Kabel statt Rohre.
Die 100-kWp-Photovoltaik-Anlage auf dem Pultdach und in der Fassade des Gebäudes (Bild 1) liefert in großem Umfang Überschussenergie, die mit der im Gebäude vorhandenen thermischen Speichermasse genutzt werden kann. Daten des my-PV-Betriebsgebäudes:
● Geschossfläche: 858 m2
● Bauweise: Holzleichtbau
● PV-Anlage: 100 kWp, davon 70 kWp am Pultdach und 30 kWp an der Fassade
● Heizlast: 14 kW
● Heizregelleistung: 40 kW (Elektroheizung im Fundament)
● Kühllast: 30 kW
● Fensterfläche: 100 m2
● Heizwärmebedarf (HWB Standortklima): 34 kWh/(m2 ∙ a)
Dass solarelektrische Haustechnik kostengünstig und nachhaltig betrieben werden kann, hat my-PV in der Vergangenheit bereits mehrfach für Ein- und Mehrfamilienhäuser dargelegt. Neu ist, dass nun aber auch in Gewerbeobjekten Photovoltaikwärme gegenüber Wärmepumpen deutlich geringere Investitions- und Betriebskosten aufweist. Vor allem im Winter stößt das Konzept naturgemäß auf hohe Skepsis, dabei ist eigentlich nur die Angst das Hindernis des Wandels.
Erfassung der Energieflüsse
my-PV
Bereits von Beginn der Gebäudenutzung an wurden alle Energiemengen erfasst, um eine aussagekräftige Datenbasis für detaillierte Auswertungen zu schaffen. Entsprechende Messtechnik wurde neben dem Netzanschlusspunkt auch für die Photovoltaik-Anlage, die elektrischen Raumheizungen, die Trinkwassererwärmung, die Lüftungs- und Klimaanlage sowie die Ladesäulen installiert.
Für Besucher und Mitarbeiter von my-PV werden diese Energieflüsse anschaulich in der Haustechnikvisualisierung im Foyer des Firmengebäudes dargestellt. Bild 2 zeigt als Momentaufnahme einen frühen Vormittag Anfang Mai 2022. Bereits zu diesem Zeitpunkt sind alle Bedarfe im Haus durch die Photovoltaik-Anlage überkompensiert und Energie wird in das Stromnetz eingespeist.
Die Datenaufzeichnung ist die Basis für die Auswertung der ersten Heizsaison 2021/22. Betrachtet werden dabei die Monate November bis April. Die Energiebedarfe der vier Sektoren (Strom, Heizung, Warmwasser und Mobilität), die Herkunft der Energie und der PV-Überschuss sind in Bild 3 dargestellt.
Energieverwendung im ersten Winter
Während dieser sechs Monate wurden ca. 3600 kWh zum Beladen der E-Autos von my-PV aufgewendet. Das entspricht einem Energieäquivalent von umgerechnet 360 l Diesel, was wiederrum etwa sechs Tankfüllungen entspricht. Bei einer Tankfüllung pro Monat würde man normalerweise von einem unterdurchschnittlichen Mobilitätsgrad sprechen, durch den hohen Wirkungsgrad von Elektrofahrzeugen konnten aber über 20 000 km mit dieser Energie zurückgelegt worden.
my-PV
Für die direktelektrischen Raumheizungen wurden ca. 17 400 kWh aufgewendet. Gerade hier zeigt sich der energieeffiziente Baustandard, denn bei 858 m2 Geschossfläche bedeutet das, dass neben den passiven solaren und den internen Gewinnen, lediglich noch 20 kWh/m2 notwendig waren, um ein behagliches Raumklima aufrecht zu erhalten.
Nur einen marginalen Anteil bei der Wärmebereitstellung in einem Gewerbeobjekt nimmt meist die Trinkwassererwärmung ein. Zwar gibt es eine Dusche für die Mitarbeiter, jedoch beschränken sich Warmwasserverbräuche in der Regel auf das Händewaschen, wodurch lediglich 270 kWh an Energie zugeführt werden mussten.
Die reguläre Strommenge beinhaltet neben der Beleuchtung, den Produktionsmaschinen und den Bürogeräten, auch die Klima- und die Lüftungsanlage. In den sechs Wintermonaten sind dafür ca. 11 350 kWh aufgewendet worden.
Autarkiegrad von 53,2 % im Winter
Mehr als die Hälfte der Energie für diese vier Sektoren sind mit der 100-kWp-Photovoltaik-Anlage von November bis April vor Ort selbst erzeugt worden. Mit einem PV-Eigenverbrauch von 17 344 kWh und einem Netzbezug von 15 251 kWh ergibt sich ein Autarkiegrad von 53,2 % im Winter.
Dabei ist zu erwähnen, dass die Solarerträge in den „Problemmonaten“ Dezember und Januar gegenüber den langjährigen Mittelwerten hinter den Prognosen zurückgeblieben sind, der Autarkiegrad würde in einem durchschnittlichen Jahr noch höher liegen.
Nicht vor Ort verwendet werden konnten ca. 15 300 kWh, die entsprechend in das öffentliche Netz zurückgespeist worden sind. Daraus resultiert ein PV-Eigenverbrauch von 53,4 %.
Bei der Betrachtung von Netzbezug und Netzeinspeisung fällt auf, dass im Betrachtungszeitraum mehr Strom in das Netz eingespeist wurde, als daraus bezogen wurde. Somit ist das Gebäude sogar im Winter bilanziell komplett energieautark. Dies berücksichtigt nicht nur die die typischen elektrischen Verbraucher, sondern bezieht auch die Wärmeerzeugung und Mobilität ein.
Zur Einordnung: Die österreichische Bundesregierung strebt bis 2030 bei der elektrischen Energie eine bilanzielle Autarkie an. Die hat my-PV mit dem eigenen solarelektrischen Betriebsgebäude bereits jetzt und in der Heizsaison und über alle Sektoren (Strom, Wärme, Mobilität) geschafft. Dabei ist auch noch zu berücksichtigen, dass die Wärmeerzeugung direktelektrisch ohne den Hebel einer Wärmepumpe erfolgt.
Solarelektrisch bis ins Fundament
Mit dem Neubau hat my-PV Maßstäbe im solaren Bauen und bei der solarelektrischen Energieversorgung gesetzt. Anstatt eine Solaranlage auf dem Firmengebäude zu planen, verfolgte my-PV das umgekehrte Konzept: Das Unternehmen baut die Außenhülle rund um die Module auf, deren Maße die Gestaltung vorgaben. Dr. Gerhard Rimpler, Geschäftsführer von my-PV: „Ein derartiges Vorgehen gab es bisher noch nie. Wir sind unserer Zeit voraus und setzen damit neue Trends.“
Eine weitere Besonderheit ist eine solarelektrische Bauteilaktivierung mit einer leistungsgeregelten 40-kW-Elektroheizung im Gebäudefundament. Die Heizlast des Gebäudes ist mit 14 kW zwar deutlich geringer, Stromüberschüsse können jedoch durch die Bauteilaktivierung als Photovoltaikwärme vorausschauend zwischengespeichert werden.
Während die Fassade als Träger für einen Teil der Module mit Süd-, Ost- und Westausrichtung dient, wurde das Pultdach nahezu komplett mit Solarmodulen belegt. Insgesamt haben die knapp 300 Solarmodule eine Leistung von 100 kWp. Neben der solarelektrischen Energieversorgung hat my-PV bei der Planung viel Wert auf Nachhaltigkeit und eine angenehme Arbeitsatmosphäre gelegt. Flächenversiegelungen wurden soweit wie möglich vermieden. Große Fenster sorgen für eine gute Beleuchtung. www.my-pv.com
Kostenvergleich
Vor der Realisierung des neuen Betriebsgebäudes wurden auch Vergleichsangebote für konventionelle Haustechnikvarianten eingeholt, sodass zum Projekt auch genaue Zahlen der Investitionskosten für alternative Lösung vorliegen.
Nachdem schlussendlich das solarelektrische Konzept umgesetzt wurde, steht fest, dass die Installation von „Kabel statt Rohre“ in Verbindung mit einer leistungsstarken Photovoltaik-Anlage und den entsprechenden Steuergeräten von my-PV keine Mehrkosten verursacht hat. Die Preise liegen ziemlich genau auf gleicher Höhe, wobei bei keiner Variante etwaige Förderungen beim Vergleich berücksichtigt worden sind.
Außerdem macht solarelektrische Haustechnik einen traditionellen Heizraum obsolet, was beim Bau wiederrum eine Einsparung von 20 000 Euro bewirkt hat.
Negative Betriebskosten
Neben den Investitionskosten kann bei entsprechend dimensionierter Photovoltaik-Anlage aber auch im Betrieb signifikant gespart werden. Nicht nur aufgrund des generell geringen Bedarfs von Netzstrom, sondern auch wegen der Erlöse für eingespeiste Stromüberschüsse. Denn diese reduzieren die laufenden Kosten ebenfalls unmittelbar.
In einer früheren Planung ging my-PV bereits davon aus, dass diese mit 2100 Euro/a sehr gering sein könnten. Heute zeichnet sich ab, dass die Betriebskosten sogar negativ ausfallen werden. Und dabei werden nicht nur die Kosten für Strom aus dem öffentlichen Netz kompensiert, sondern zusätzlich die weiteren Posten für Wasser, Kanal, Versicherung und Grundsteuer aufgehoben. Für den Gebäudeeigentümer ist es somit ein Geschäft, seine Haustechnik solarelektrisch umgesetzt zu haben.
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