Sonnenenergie von Dach und Fassade

Fassaden und Dächer eignen sich hervorragend für die Integration von Solaranlagen. Inzwischen gibt es Module, die an der Gebäudehülle so eingebaut werden, dass sie optisch kaum noch auffallen.

Stephan Ziegler Chefredaktor MetroComm AG In der Schweiz berechnet man aktuell ein Wachstum an Kollektorflächen auf den Dächern und Fassaden von Privatgebäuden um knapp 100 000 Quadratmeter pro Jahr. Die so gewonnene Energie wird für die Erzeugung von Brauchwasser und für Heizzwecke eingesetzt. Werden Module auf allen optimal besonnten Dach- und Fassadenflächen angebracht, kann optimistischen Expertenprognosen zufolge vermutlich mehr als ein Drittel des jährlichen Strombedarfs hierzulande gedeckt werden.

Wie Solaranlagen effizienter werden

Unter Laborbedingungen erreichen Solarzellen Wirkungsgrade von 40 bis 46 Prozent. Die alltägliche Ausbeute jedoch erzielt solche Wirkungsgrade noch nicht. Zwischen 16 und 24 Prozent der solaren Einstrahlung lassen sich derzeit in Strom umwandeln. Am häufigsten werden Solarzellen aus kristallinem Silizium eingesetzt. Fällt Licht auf eine Solarzelle, werden Elektronen freigesetzt, die sich durch das elektrische Feld bewegen. Dieser «Strom» sorgt für eine Spannung.

Die bläuliche Aussenschicht trägt zur Verbesserung der Lichtabsorption bei. Während gleichmässig schimmernde Oberflächen auf leistungsfähigere, monokristalline Solarzellen hindeuten, sind polykristalline Solarzellen an ihrer typischen Marmorstruktur zu erkennen. Gegenwärtig existieren andere erprobte und kostengünstigere Herstellungsverfahren, dazu zählt ein Prozess, bei dem durch das Aufdampfen von Kristallen bei Dünnschichtzellen Elektrizität entsteht.

Solarpaneele mit Halbleiterzellen

Zwischen 60 und 96 mit Glas abgedeckte Halbleiterzellen sind in einem Solarpaneel zusammengestellt. Diese Module darf man nicht mit Sonnenkollektoren verwechseln, hinter deren transparenten Oberflächen sich wasserführende Rohrschlaufen verstecken. Über sie wird die Wärme von den Absorbern in den Wärmespeicher befördert. Den Strombedarf eines Einfamilienhauses – wobei Heizung, Warmwasser und E-Mobil nicht berücksichtigt sind – können PV-Anlagen mit Leistungsspitzen von zwei bis drei kW etwa zu zwei Dritteln decken. Üblicherweise benötigt man dazu Flächen von 16 bis 24 Quadratmeter. Am besten geeignet sind geneigte und südlich orientierte Dächer. Auch Ost-West-Anlagen werden oft gebaut. Allerdings muss man dabei mit Produktionseinbussen von zehn bis 15 Prozent rechnen.

Erneuerbare Energien und die Launen der Natur Bei der Sonnenenergie muss man Schwankungen in der Stromerzeugung hinnehmen. Bis zu drei Viertel der Jahresmenge wird meistens im Sommer erzeugt, im Winter weit weniger. Überschüsse lassen sich in einer Batterie speichern – oder man schliesst die Anlage ans Netz an. Auf diese Weise werden saisonale und tageszeitliche Differenzen zwischen Produktion und Verbrauch durch Einspeisungen des lokalen Energieversorgers kompensiert. Mit einem Netzanschluss kann man Förderbeiträge oder Produktionszuschüsse beantragen.

Nachhaltige Technologien zur CO2-Reduktion in Gebäuden

In knapp 30 Jahren will die Schweiz CO2-neutral sein – das ist die Zielsetzung der Energiestrategie 2050. Die Verfügbarkeit verschiedener nachhaltiger Technologien stellen Hauseigentümer vor schwierige Investitionsentscheidungen. Die SAK (St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG) ist spezialisiert im Bereich erneuerbare Energielösungen und engagiert sich mit Investitionen in Zukunftsmärkte für die Energiewende Ostschweiz.

Die Wohnüberbauung Schlatt-Park in Schmerikon verfügt über ein hochmodernes Multi-Energie-System. (Bilder: Halter-Hunziker Architekten/SAK)

Nachhaltige Technologien sind heute wirtschaftlicher denn je und lassen sich dank attraktiver Finanzierungsmodelle für individuelle Wohn- und Besitzverhältnisse realisieren – auch für kleinere Budgets. Für die Planung eines nachhaltigen Energiesystems ist Expertenwissen von zentraler Bedeutung. Denn nur richtig dimensionierte und perfekt aufeinander abgestimmte Anlagen sind wirtschaftlich.

Von der Einzellösung zum Multi-Energie-System Bereits Einzellösungen, wie Photovoltaikanlagen, sind mit der richtigen Planung wirtschaftlich. Am rentabelsten werden sie, wenn ihr Eigenverbrauchswert mindestens 20 Prozent betragt. Das heisst, dass mindestens ein Fünftel des selbstproduzierten Stroms vor Ort verbraucht wird – denn Eigenverbrauch ist fast doppelt so rentabel wie der Verkauf von überschüssigem Solarstrom. Den Eigenverbrauchswert können Anlagenbesitzer beispielsweise durch den Einsatz einer Wärmepumpe oder mit Ladeinfrastrukturen für E-Fahrzeuge erhöhen. Wärmepumpen sind durch ihren günstigen Unterhalt und Betrieb gegenüber fossilen Heizungen heutzutage mehr als konkurrenzfähig. Bereits nach 15 bis 20 Jahren haben sie eine vergleichbare Gasheizung kostenmässig unterboten.

Modernste Gebäude verbinden verschiedene Energielösungen in einem Multi-Energie-System. Ein solches fasst die Sektoren Strom, Wärme und Mobilität zusammen und stimmt sie aufeinander ab, wodurch der eigens produzierte Solarstrom optimal genutzt und gespeichert wird. Das maximiert einerseits die Wirtschaftlichkeit und andererseits die Nachhaltigkeit des Gebäudes. Nachhaltige Komplettlösungen – alles aus einer Hand Die SAK bietet ihren Kundinnen und Kunden intelligente und nachhaltige Energielösungen für individuelle Bedürfnisse. Ihre professionell geplanten Einzel- und Kombinationslösungen umfassen Wärmepumpen, Ladeinfrastrukturen für Elektrofahrzeuge, Photovoltaikanlagen sowie Lösungen zur Energiespeicherung und -steuerung. Die SAK bietet während des ganzen Projekts ihre fachmännische Unterstützung an. Diese reicht von der Analyse zur Konzipierung der optimalen technischen Energie- und Finanzierungslösung bis hin zur Installation und Wartung der Anlage sowie zu Abrechnungsdienstleistungen. Ganz im Sinne von: SAK – alles aus einer Hand.

St.Gallisch-Appenzellische Kraftwerke AG Vadianstrasse 50 Postfach 2041 CH-9001 St.Gallen +41 71 229 51 51 info@sak.ch | sak.ch

«Die Heizungsdiskussion ist meist ideologisch und fachlich gesehen problematisch»

«Gut fürs Klima und gut fürs Portemonnaie» ist eine Botschaft, welche man als Hauseigentümer immer wieder liest. Sogar in Abstimmungsunterlagen wird mit diesem Slogan und entsprechender Grafik geworben. Damit will man zum Ausdruck bringen, dass ein erneuerbares Heizsystem über die gesamte Betriebsdauer gesehen günstiger ist als ein fossiles Heizsystem. Nur, ist das tatsächlich so?

Ihre Angaben

Säntis Energie AG Austrasse 9, 9630 Wattwil 0800 071 081, info@saentisenergie.ch

Bedarf

Heizwärmebedarf pro Jahr (kWh)

Investitionskosten

Investition Gasheizung (CHF) Investition Gasleitung (CHF) Investition Luft/Wasser-Wärmepumpe (CHF) Investition Elektroverteilung (CHF) Förderung Luft/Wasser-Wärmepumpe (CHF)

Kapitalkosten Zinsniveau heute (%)

Zinsniveau in 15 Jahren (%)

Biogas Anteil Biogas heute (%) Anteil Biogas in 15 Jahren (%) Aufpreis Biogas heute (Rp./kWh) Aufpreis Biogas in 15 Jahren (Rp./kWh) 20'000

12'000

40'000

5'000

2'800

1

5

0

100

7.24

10.00

Bild: Parameter, welche im Onlinerechner selber festgelegt werden können

Betriebskosten

Betrieb Gasheizung heute (CHF) Betrieb Gasheizung in 15 Jahren (CHF) Betrieb Luft/Wasser-Wärmepumpe heute (CHF) Betrieb Luft/Wasser-Wärmepumpe in 15 Jahren (CHF)

Energiekosten Gaspreis fix heute (CHF/a) Gaspreis fix in 15 Jahren (CHF/a) Gaspreis variabel heute (Rp./kWh) Gaspreis variabel in 15 Jahren (Rp./kWh) Strompreis fix heute (CHF/a) Strompreis fix in 15 Jahren (CHF/a) Strompreis variabel heute (Rp./kWh) Strompreis variabel in 15 Jahren (Rp./kWh) JAZ Luft/Wasser-Wärmepumpe

Gebühren und Abgaben Abgaben auf Gas heute (CHF/t CO2) Abgaben auf Gas in 15 Jahren (CHF/t CO2) Abgaben auf Strom heute (Rp./kWh) Abgaben auf Strom in 15 Jahren (Rp./kWh) 110

800

100

400

150

200

7.10

9.00

150

200

120

Mit dieser Frage hat sich die Säntis Energie in den letzten Monaten intensiv auseinandergesetzt. Das Ziel dabei war, eine Basis für eine sachliche, politisch und ideologisch ungefärbte Diskussion zu erstellen. Als Ergebnis dieser Auseinandersetzung wird nun den Hauseigentümerinnen und Hauseigentümern auf www.saentisenergie.ch ein Vergleichsrechner zur Verfügung gestellt, mit dessen Hilfe jeder Nutzer seine individuellen Annahmen selbst eingeben kann. Beispielhaft wird dabei ein Vergleich zwischen einer Luft/Wasserwärmepumpe und einer Gasheizung gemacht. Mathematisch ist die Rechnung immer gleich, egal welches Heizungssystem man untersucht: Neben bereits heute klaren Werten wie z.B. der Investitionshöhe sowie den heutigen Preisen für Energie und Abgaben sind es vor allem Annahmen über die geschätzte Betriebsdauer der Heizung, welche über das Ergebnis entscheiden.

Welche Faktoren entscheiden über die Wirtschaftlichkeit einer Heizung? • Investitions- und Kapitalkosten

Als erstes wird in eine neue Heizungsanlage investiert. Hier müssen sämtliche Kosten eingerechnet werden, welche der Systementscheid auslöst. Dabei geht es um Rückbauten von bestehenden Anlagen, Änderungen an Anschlussleitungen, die eigentliche Heizungsanlage sowie Folgekosten wie z.B. Anpassungen am Elektrotableau oder Instandstellungsarbeiten im Garten. Von dieser Investitionssumme können allfällige Fördergelder abgezogen werden. Die daraus resultierende Gesamtinvestition muss durch den Hauseigentümer finanziert werden, was Kapitalkosten verursacht. Diese sind davon abhängig, wie die Heizung

finanziert wird, resp. wie sich das Zinsumfeld während der Betriebsdauer der Heizung verändern wird.

• Betriebskosten

Jede Heizungsanlage muss gewartet werden, z.B. mit einem ServiceAbo des Herstellers.

Zudem gibt es gesetzliche Betriebsauflagen wie z.B. die Feuerungskontrolle bei Holz,

Oel oder Gasheizungen oder die Dichtheitsprüfungen bei Wärmepumpen. Das Service

Abo sollte man sich am besten zusammen mit der neuen Heizung offerieren lassen.

• Energiekosten

Wer warm haben will, braucht Energie. Während Feuerungsanlagen wie Holz, Oel oder

Gasheizungen die Wärme ausschliesslich durch die Verbrennung des Energieträgers erzeugen, profitieren Wärmepumpen von der

Fähigkeit, einen Teil der Wärmeenergie quasi

«gratis» aus einem anderen Medium zu ziehen (z.B. aus der Luft, mit einer Sonde aus dem Boden oder aus dem Grundwasser). Eine Wärmepumpe braucht demzufolge weniger Primärenergie (meist Strom), um dieselbe

Wärmemenge fürs Haus bereitzustellen. Das

Verhältnis zwischen eingesetzter Primärenergie und daraus erzeugter Wärmemenge wird mit einer Jahresarbeitszahl (JAZ) bezeichnet.

Die eingesetzte Primärenergie (z.B. Ökostrom anstatt Atomstrom, Biogas anstatt Erdgas) bestimmt die ökologische Qualität der erzeugten Wärmeenergie. • Gesetzliche Abgaben

Aus energie und klimapolitischen Gründen werden auf der Energie Abgaben erhoben.

Das ist beim Oel oder Gas z.B. die CO2

Abgabe. Beim Strom sind es Abgaben für die Förderung erneuerbarer Energien oder zum Schutz der Gewässer und Fische.

Daneben existieren teilweise kommunale und kantonale Abgaben und Gebühren. Dabei kann es sich beispielsweise um Konzessionsabgaben oder lokalpolitische Energieabgaben handeln.

Niemand weiss, wie sich die variablen Faktoren über 15 bis 20 Jahre ändern werden! Die aktuellen, heute gültigen Werte und Preise findet man praktisch alle im Internet, meist beim lokal zuständigen Energieversorger. Die grosse Herausforderung eines Heizungsvergleiches liegt darin, die «richtigen» Annahmen für die Zukunft zu treffen. Niemand kennt die wirkliche Entwicklung der einzelnen Werte (Zins, Energie und Betriebskosten, Abgaben). Man muss Annahmen über die gesamte Betriebsdauer der neuen Heizung treffen, also etwa über 15 Jahre. Hier liegt das grosse Problem in der aktuellen Diskussion. Je nach ideologischer Prägung des Absenders werden von ihm entsprechend tendenziöse Annahmen getroffen. Entsprechend sind die meisten Vergleichsrechner, welche man im Internet findet, tendenziös und in der Folge wenig aussagekräftig. Um einen sauberen Vergleich verschiedener Heizungssysteme zu haben, sollte der Hauseigentümer mit einem transparenten Vergleichsrechner selbst verschiedene Annahmen treffen können. So kann er verschiedene Werte einsetzen und die Ergebnisse vergleichen und weiss am Schluss, welche Grössen bei seinem Projekt entscheidend sind.

Die Ergebnisse ergeben ein klares Bild Mathematisch logisch ist, dass ein in der Anschaffung teures Heizsystem (z.B. Wärmepumpe mit Erdsonde) sich dann besser rechnet, je mehr Wärmeenergie für die Liegenschaft gebraucht wird. Man realisiert bei einer solchen Anlage aufgrund allfällig tieferer Betriebs und/ oder Energiekosten Skaleneffekte. Im Gegensatz dazu ist es am unwirtschaftlichsten, wenn man eine teure Heizanlage installiert, dann aber wenig Energie braucht. Wie stark dieser Effekt wirkt, hängt davon ab, welche Annahmen über die künftige Entwicklung der einzelnen Faktoren getroffen werden. Dies überlassen wir dem Nutzer des Rechners auf www.saentisenergie.ch.

Fazit: Von pauschalen Aussagen wie eingangs zitiert sollte man definitiv Abstand nehmen. Dies vor allem dann, wenn man von Seite der öffentlichen Verwaltung informiert. Diese sollte die Hauseigentümerinnen und Hauseigentümer transparent und nicht politisch oder sogar ideologisch gefärbt informieren.

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