Der Kontrast könnte kaum größer sein: Das Haus von Paul Kammerer ist zum großen Teil verglast – auf der Westseite mit schwarzen Solarmodulen im Dach und in der Fassade, zur Südseite mit einer großen Glasfläche, die bis unter den Giebel reicht. Daneben steht ein Einfamilienhaus in herkömmlicher Bauweise.
Das Satteldach ist mit roten Ziegeln bedeckt, Gauben und Kamin ragen empor, die Fassade ist weiß und passt zu den Balkonen aus hellem Holz. Etwa so sah das Haus bis 2019 aus, entsprach dem traditionellen Baustil in der schwäbischen Kleinstadt Bobingen.
Als der IT-Experte beschloss, mit seiner Familie in das Elternhaus aus den 1980er-Jahren zu ziehen, nahm er den Sanierungsbedarf zum Anlass, ein Eigenheim ganz nach seinen Vorstellungen daraus zu machen. Heute wohnt die vierköpfige Familie in dem sanierten Wohnhaus. Es kann gestalterisch und energetisch mit anspruchsvollen Neubauten mithalten.
Dank der Photovoltaikanlage, des Hauskraftwerks Pro (E3/DC) und der Grundwasser-Wärmepumpe deckt die Familie fast die Hälfte ihres Energiebedarfs für Wärme, Strom und E-Mobilität mit eigenem Sonnenstrom. Diesen Anteil will Kammerer steigern.
Paul Kammerer interessiert sich für Technik und legt, wie seine Frau Angelika Hübner, großen Wert auf Ästhetik. Die beiden nahmen Kontakt zum Architekten Rainer Drasch auf. „Beim Entwurf und bei der Auslegung unseres Umbaus haben wir nicht von vornherein ein energieautarkes Haus angestrebt“, erzählt Kammerer. „Unsere Prämisse war, das Bestandshaus nach Beseitigung aller vorhandenen Mängel und Bauschäden auf ein zeitgemäßes energetisches Niveau zu trimmen.“
Ziel war es, Neubaustandard zu erreichen (KfW-Effizienzhaus 100). Statt das Erbe seiner Eltern abzureißen, wurde das Haus behutsam modernisiert.
Betonteile und Kunststoffplatten wurden durch Holz ersetzt. Die Energieversorgung wurde konsequent auf sauberen Sonnenstrom ausgerichtet. „Im Laufe der Planung und der Bauarbeiten wurden unsere energetischen Ziele deutlich übererfüllt“, fährt Kammerer fort. Das Ergebnis war KfW-40-Standard und ein hoher Autarkiegrad der Eigenversorgung.
Zunächst analysierten Bauleute und Architekt, was erhaltenswert war. Das Gebäude wurde 1985 errichtet. „Es war in sehr schlechtem Zustand“, blickt Kammerer zurück. „Durch die mangelhafte Dämmung gab es viele Schäden.“
Alle oberen Stockwerke und die Garage wurden abgerissen. Zurück blieben zwei Baukörper. Das neue Gebäude hat zirka 400 Quadratmeter beheizte Wohnfläche, verteilt über Keller, Erd- und Obergeschoss.
Fotos: Paul Kammerer
Module im Dach und in der Fassade
Für Kammerer stand fest: Ein Haus ohne Photovoltaik ist nicht mehr zeitgemäß. Aus ästhetischen Gründen sollten die Solarmodule schwarz sein. Da das Paar möglichst viel Energie selbst erzeugen wollte, sollte die Photovoltaikanlage möglichst groß sein.
Für den Architekten Rainer Drasch wurde diese Aufgabe zur Herausforderung. Schließlich entschied er sich dafür, die Westseite komplett für Solarstrom zu nutzen. Installiert wurden Module von 3S Swiss Solar Solutions, die in Deutschland von der Firma Bauer Energietechnik in Ingolstadt vertrieben werden.
Kleinteilige Module ohne Rahmen
Diese Module sind kleinteilig (130 Zentimeter mal 87,5 Zentimeter). Die rahmenlosen Module wurden vollflächig ins Dach und in die Fassade integriert. Dachfenster wurden ins Solardach eingepasst. Die 99 Solarmodule im Dach und in der Fassade ergeben eine Gesamtleistung von 18,81 Kilowatt.
An der Fassade ist der Solarertrag vergleichsweise niedriger. Dafür ist die senkrechte Fläche bei tief stehender Sonne im Winter von Vorteil. „Die Gebäudeintegration sollte mehr Schule machen“, sagt Ferdinand Bauer von Bauer Energietechnik. „Damit spart man auch Materialien.“
Architekt Drasch ist zufrieden: „Früher wurden Module nach Belieben auf den Dächern verteilt, da hat sich viel getan in der Zwischenzeit.“ Wichtig für die Planung seien gute technische Informationen zu den Modulen. Außerdem sollten Architekten möglichst früh in die Planung einbezogen werden.
Speichertechnik mit Notstrom
Für möglichst hohe Eigenversorgung mit Solarstrom ist ein Energiespeichersystem erforderlich. Ist der Strombedarf durch die Wärmepumpe und das Elektroauto besonders hoch, muss der Speicher entsprechend leistungsfähig sein.
Die Wahl fiel auf ein Hauskraftwerk S10 E Pro von E3/DC. Solarteur Ferdinand Bauer hat bereits 450 Speicher von E3/DC verbaut. Er rät: „Die Pro-Serie eignet sich sehr gut bei hohem Stromverbrauch.“ Die Akkus im Hause Kammerer haben eine nutzbare Speicherkapazität von 17,5 Kilowattstunden. Sie können bis neun Kilowatt abdecken.
Zudem ist der Speicher insel- und notstromfähig. Im Speichersystem befindet sich der Wechselrichter für die Dachanlage. Er wird durch einen zweiten Wechselrichter für die Fassadenanlage ergänzt.
Foto: Paul Kammerer
Systeme mit KNX gesteuert
Im Technikraum hängt der Schrank mit dem KNX-System für die Haussteuerung und das Energiemanagement. Das System steuert den Energiespeicher, die Wärmepumpe, die Verschattung der Fenster und zahlreiche technische Geräte im smarten Haus.
Die Regelung sorgt dafür, dass überschüssiger Solarstrom als Wärme eingespeichert wird. Der Pufferspeicher hat ein Fassungsvermögen von 900 Litern, der Warmwasserspeicher fasst 300 Liter.
Wärmepumpe nutzt Grundwasser
Kammerer hatte günstige Voraussetzungen für eine Wärmepumpe, die Umweltwärme aus dem Grundwasser nutzt. Der Untergrund ist kiesig, im Garten konnte er einen 14 Meter tiefen Brunnen bohren. Vier Kubikmeter Grundwasser mit einer Temperatur von zehn Grad werden pro Stunde gefördert.
Das auf vier Grad abgekühlte Wasser fließt im hinteren Teil des Gartens in den Schluckbrunnen. Reduziert wird der Wärmebedarf im Gebäude durch die Glasfassade auf der Südseite, die erhebliche passive Solargewinne bringt.
Foto: Paul Kammerer
Bilanz nach dem ersten Jahr
Seit Mai 2021 lebt die Familie in ihrem modernisierten Haus, das mit einem Bestandshaus aus den 1980er-Jahren nicht mehr viel gemein hat. Paul Kammerer, seine Frau und ihre beiden Söhne genießen den Wohnkomfort. Knapp 25.000 Kilowattstunden Strom verbrauchten sie von August 2021 bis Juli 2022. Davon hatte die Wärmepumpe einen Anteil von 10.800 Kilowattstunden.
Estrich muss austrocknen
Der hohe Wärmeverbrauch ergibt sich aus der Tatsache, dass der Estrich zunächst austrocknen muss. Das dauert eine gewisse Zeit, bis der Energiebedarf deutlich absinkt. Nach Schätzungen von Solarteur Ferdinand Bauer wird sich der gesamte Strombedarf in den kommenden Jahren auf rund 18.000 Kilowattstunden einpendeln.
E-Auto zieht viel Strom
Erheblichen Strombedarf hat das E-Auto, das über den Sonnenstrom und das Stromnetz beladen wird. Zum Aufladen wurde eine Wallbox Easy Connect (E3/DC) mit einer Ladeleistung von 22 Kilowatt (dreiphasig) in der neuen Garage installiert.
Die Photovoltaikanlage erzeugte im betrachteten Zeitraum rund 15.100 Kilowattstunden Solarstrom. Die Autarkiequote lag bei 47 Prozent. Dies ist Paul Kammerer allerdings zu wenig.
Erweiterungen geplant
Deshalb will er auf der Ostseite weitere Solarmodule mit acht Kilowatt installieren. Zudem wird das Speichersystem erweitert, was bei der Pro-Serie von E3/DC problemlos möglich ist.
Die neue Solaranlage wird über einen separaten Wechselrichter AC-seitig ans Hauskraftwerk angeschlossen, um das bestehende System zu ergänzen und den Eigenverbrauch zu erhöhen.
Foto: Paul Kammerer
Modernisierung EFH Kammerer
Technische Daten auf einen Blick
Einfamilienhaus Baujahr 1985
Fertigstellung der Sanierung im April 2021
Photovoltaikanlage:
im Westdach und in der Westfassade integriert
99 Module mit insgesamt 18,81 Kilowatt
Ausrichtung: 261 Grad West
Dachneigung 45 Grad, Fassade 90 Grad
Stromspeicher:
E3/DC S10 E Pro (DC-gekoppelt)
Kapazität nominal: 19,5 Kilowattstunden
Kapazität nutzbar: 17,5 Kilowattstunden
Spitzenlast neun Kilowatt, Dauerleistung sieben Kilowatt
Insel- und notstromfähig, schwarzstartfähig
Wallbox:
E3/DC Easy Connect
Leistung: bis 22 Kilowatt
Rein solare Ladung über S10 E Pro möglich
Haussteuerung: KNX-System auf Basis Gira X1/S1
Datenquellen: hauseigene Wetterstation, Online-Wetterprognose, Außen- und Innenfühler für Temperatur, KNX-Schnittstellen zur Wärmepumpe, Lüftung und E3/DC sowie Präsenzmelder und Taster
Steuerung des Zusammenspiels von Solaranlage, Wallbox, Wärmepumpe, Lüftung, Heizung, Kühlung, Beschattung, Belichtung, Fensteröffnung
Heizung/Klima:
Grundwasser-Wärmepumpe mit passiver Kühlfunktion
Kontrollierte Lüftung mit Wärmerückgewinnung und Feuchtigkeitssteuerung
Fußbodenheizung:
Passive Kühlung mit Wärmepumpe
Fußbodenheizung mit Kühlungssteuerung
Weitere Informationen:
E3/DC Hager Energy: https://www.e3dc.com
Bauer Energietechnik: https://www.solarcenter.de
Architekt Rainer Drasch: https://www.the-architect.biz
