Autarkie auf eidgenössische Art

Im SonnenparkPLUS, einem ökologischen Neubauprojekt, bringen zehn Wohneinheiten in fünf Geschossen eine Energiebezugsfläche von 1.705 m² zusammen. Die Planer und Bauherren wollten ein zukunftsweisendes Wohnhaus schaffen, das seine Bewohner rund um die Uhr mit eigener Solarenergie versorgt, nicht nur beim Komfortstrom, sondern auch in den Bereichen Wärme und E-Mobilität. Im Mai 2018 war das Gebäude bezugsfertig, die PV-Anlage samt E3/DC-Speichersystem startklar, die Wärmepumpe und die Ladeboxen installiert.

Geplant und ausgeführt hat das Projekt die arento ag aus dem nahegelegenen Hinwil. Franz Schnider gehört der Geschäftsleitung des Unternehmens an und plant als Architekt aus voller Überzeugung Energiewohnhäuser. Dabei setzt die arento ag auf die Kombination von ökologischen Baustoffen und erneuerbaren Energien. Schnider beschreibt das Prinzip dahinter so: „In erster Linie versuchen wir, so wenig Energie wie möglich zu verbrauchen. Wir haben eine Top-Gebäudehülle, setzen höchst effiziente Heiz- und Lüftungssysteme ein und schulen die Kunden in Sachen Energieverbrauch. Die andere Seite ist dann die effiziente solare Stromerzeugung.“ Und da kommt bei gelungener Sektorenkopplung doch einiges zusammen: Bei der Heiztechnik setzten die Planer auf die Wärmepumpe, die ihren Teil zu einem Gesamtstrombedarf von 65.000 kWh jährlich und kalkulierten Bezugskosten von 14.300 € beiträgt. Das sind rechnerisch pro Wohneinheit also 6.500 kWh oder 1.430 €, wohlgemerkt bei einem Strompreis, der mit 22 Ct/kWh deutlich niedriger ist als in Deutschland.

Gebäudehülle konsequent genutzt

Die Vorgaben zielten also auf eine vollelektrische Eigenversorgung. Martin Brawand vom Energietechnik-Unternehmen Windgate stand als Planer vor der nicht ganz leichten Aufgabe, genügend Erzeugungskapazität zu schaffen: „Wenn der Architekt ein Null- oder Plusenergiehaus plant, müssen wir dahin kommen, mit der Photovoltaikanlage den Bedarf des Gebäudes mindestens decken zu können.“ Die vorab berechneten Simulationen zeigten schnell: Das Potenzial der Dachfläche mit 44,55 kWp installierter Leistung in Ost/West-Ausrichtung würde nicht ausreichen, um die angestrebte Autarkie des Mehrfamilienhauses zu verwirklichen.

Also nahmen sich die Planer die beiden günstig zur Sonne gelegenen Fassaden vor und erreichten mit der Nutzung der Süd-und Westfassade weitere 37,08 kWp. Mit der Gesamtkapazität von 81,63 kWp war der erste Schritt erreicht: Das Gebäude wird über das Jahr sicher mehr Energie erzeugen als seine Bewohner benötigen, damit kann es als Plusenergiehaus gelten. Schon die ersten zwei sommerlichen Betriebsmonate bestätigten Brawands Prognosen, die in der sonnenreichen Zeit natürlich von einem hohen solaren Überschuss ausgingen. Und die Stromerzeugung folgt dem Sonnenverlauf: An Sommertagen ist bereits um 6 Uhr morgens Energie verfügbar, und auch am Abend steht noch reichlich Leistung bereit. Als Vorteile der Fassaden-PV nennen die Planer zum einen ihre Multifunktionalität als Stromerzeuger und langlebige Gebäudehülle, zum anderen ihre senkrechte Oberfläche, die sich der tiefstehenden Wintersonne ideal anbietet.

Speicher als zentrales Element

Bei zehn Wohnungen verlässt man, wenn der Stromspeicher viel in Richtung Autarkie leisten soll, den üblichen Kapazitätsbereich der Hauskraftwerke. Im SonnenparkPLUS ist ein E3/DC-Speichersystem der Quattroporte-Serie mit 78 kWh Speicherkapazität eingebaut. Die hohe Kapazität des Quattroporte LINEA sichert die autarke Versorgung über die Nacht hinweg, berichtet Franz Schnider. Seit Inbetriebnahme ist das Mehrfamilienhaus praktisch autark, und auch im Winter werden Dach und Fassade direkt und über die Speichersysteme einen hohen solaren Beitrag zur Versorgung leisten können: Mit einem Autarkiegrad von 63 % über das Jahr rechnen die Planer. Die Auswertung der bisherigen Betriebsdaten zeigt, dass die Bewohner sich sehr sparsam und eigenverbrauchsorientiert verhalten – was einen noch höheren Wert erwarten lässt.

Das alles ist möglich, weil das Energiemanagement die gesamte Haustechnik solaroptimiert steuert: Zunächst wird der Solarstrom direkt im Haus, für die Wärmeerzeugung und für die Belüftung genutzt. Natürlich lädt sich derweil immer rechtzeitig der Speicher auf, damit die Selbstversorgung nach Sonnenuntergang fortläuft. Erst danach erfolgt die Netzeinspeisung, im Sommer naturgemäß mit relativ hohen Überschüssen. Für die Bewohner bedeutet diese Priorisierung durchaus eine Umstellung, denn wegen der Niederstromtarife, die es in der Schweiz gibt, legen Netzstromkunden den Gebrauch der Haushaltsgeräte oft in die Abendstunden. Mit der Sonne jedoch wird Hausarbeit wieder zum Tagwerk und der Abend ist frei!

Eigenes Abrechnungskonzept

Zur Sektorenkopplung im Mehrfamilienhaus gehört aber noch mehr: Denn die Planer haben in der Tiefgarage gleich vier 22-kW-Ladestationen für Elektroautos vorgesehen, die ebenfalls über das Energiemanagement mit Solarstrom bedient werden können. Den Bewohnern steht im SonnenparkPLUS ein e-Golf kostenfrei im Car-Sharing zur Verfügung, dessen Nutzung in der Gemeinschaft per App organisiert wird. Das habe den Fahrzeugbestand in der Tiefgarage im Vergleich zu konventionellen Wohnprojekten dieser Größe spürbar reduziert, berichtet Franz Schnider.

Besondere Mühe haben sich die Hausplaner mit dem internen Abrechnungssystem gegeben, denn bei allem Gemeinschaftssinn soll jeder Haushalt doch nur für seinen konkreten Bedarf an Strom, Wärme und E-Mobilität zahlen. Bei alldem ist in Wetzikon der Netzbetreiber fast zum „Außenseiter“ geworden: Die Hausgemeinschaft benötigt im Hausanschluss nur einen Zählpunkt für die Einspeisung von Überschüssen und den Bezug von Reststrom aus dem Netz. Alle Energieflüsse innerhalb des Hauses werden über die Mess- und Regeltechnik solaroptimiert gesteuert, exakt gemessen und individuell abgerechnet. Und kluges Verhalten lohnt sich, denn sowohl direkt genutzter wie auch gespeicherter Solarstrom sparen Geld im Vergleich zum Netzstrom, der nur die letzte Option ist. Solare Eigenversorgung in Hausgemeinschaften: In der Schweiz geht es einfach!

Fakten im Überblick:

Objekt: Neubauprojekt mit 10 Wohnungen, Fertigstellung 2018

Standort: CH-8620 Wetzikon

Energiebezugsfläche: 1705 m² in 5 Geschossen

Heizungsart: Wärmepumpe mit Belüftung und Wärmerückgewinnung

Strombedarf: 65.000 kWh inkl. 15.000 kWh Wärmepumpenstrom

PV-Anlage: 81,63 kWp (Dach: 44,55 / Fassaden: 37,08)

Erzeugung: 68.012 kWh/a (Prognose)

Stromspeicher: Quattroporte LINEA, 78 kWh

Eigenverbrauch: 60 % (Prognose)

Autarkiegrad: 63 % (Prognose)