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Das Sonnenhaus Konzept
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld
13. Forum Solarpraxis Berlin
22. November 2012
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet111
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� SonnenhäuserDeutscher Solarpreis 2006
� energieautarke HäuserDeutscher Solarpreis 2011
� Gebäude: intelligente
Eigenversorgung mit Strom,
Mit was beschäftige ich mich ?
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Eigenversorgung mit Strom,
Wärme und Mobilität aus
der Sonne
� gesunde Innenraumluft
� autark sein:
Lüftung, Kühlung, Wasser
� Pflege der Muttersprache
stärkt Wettbewerbsfähigkeit
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Heizung => das Sonnenhauskonzeptgut gedämmtes Gebäude mit optimierter Solarthermienutzung
Hauptkriterien Baustandard Sonnenhaus in Deutschland:
� Dämmstandard gemäß EnEV 2009 minus 30 % oder besser
(Transmissionswärmeverlust HT‘ max. 0,28 W/m²K, U Wert Außenwand: 0,14 - 0,18 W/m²K
(mit Ziegel 0,15 – 0,18 W/m²K noch mgl.) Dach: 0,12 – 0,16 W/m²K,
Bodenplatte bzw. Kellerdecke: 0,20 – 0,24 W/m²K, Fenster: UW 0,8 – 1,0 W/m²K)
� KfW Energieeffizienzhaus 55
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet3
3
� KfW Energieeffizienzhaus 55
� Primärenergiebedarf < 15 kWh/m²a(Primärenergiefaktoren Strom 2,6 Holz 0,2)
� Heizung: Hauptenergieträger Sonne
� solarer Deckungsgrad Hz + WW > 50% bis zu 100%
� Nachheizung regenerativ mit Holz 0,5 – 5 rm/a(jährliche Kosten für Heizung, WW, Lüftung << 250 €
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Das Sonnenhauskonzeptgut gedämmtes Gebäude mit optimierter Sonnenenergienutzung
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Schaltschema des Sonnenhauskonzeptes: Technosophie: Technik wächst mit dem Menschen mit, sie darf Ihn nicht überfordern
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Heizen mit Solarstrom und
Luftwärmepumpe ?
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Luftwärmepumpe ?
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Antizyklus: Stromverbrauch/Photovoltaikertrag im Jahresverlaufeigene solare Elektromobilität nur von April bis Oktober möglich
1000
1200
1400
Jahreskurve
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Simulation: typ. KfW 55 Haus, 160 m², 8 KW Photovoltaik + Luftwärmepumpe als Plusenergiehauskonzept, Standort: Hannover
0
200
400
600
800
Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez
kW
h Photovoltaik Ertrag
Summe Wärmepumpe+Haushaltsstrom
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passender: Stromverbrauch/Photovoltaikertrag im Jahresverlaufeigene solare Elektromobilität von Februar bis November möglich
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Simulation: typ. KfW 55 Haus, 160 m², 8 KW PV, Solarthermie mit Biomasse als Sonnenhauskonzept, Standort Hannover
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Ergebnisse einer Messung: Heizen mit SolarstromBeispiel Netto Plusenergiehaus Leonberg Prof.Dr. Fisch
Technik/Kennwerte:
-15 KWP PV
- Wärmepumpe mit Erdsonde
- BUS Steuerung
- 7 kWh Stromspeicher
- 7 m² Solarthermie
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Messergebnisse 2011 Stromverbrauch: 9.027 kWh/asolare Deckung: 32 %Eigenverbrauchsquote: 17 %
- Heizwärmebedarf 25 kWh/m²a
- Primärenergiebedarf 34 kWh/m²a
- Baukosten: ca. 945.000 EuroBildquelle: www.heinze.de
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Bauer2
Preis ???
Durch Solarthermie zur Solarstromautarkie !
Wenn die Einspeisevergütung weiter sinkt und die Stromkosten weiter stark steigen, geht es in den Gebäuden der Zukunft um den solaren Deckungsgrad. Wie kann ich genau dann, wenn im und am Haus Energie benötigt wird (Warmwasser, Heizung, Haushaltsstrom, und Mobilität) aus der Sonne welche bereitstellen? Strom- und Wärmeerzeugung aus der Sonne muss bedarfsgerechter erfolgen und unter Einbeziehung kluger Speicherkonzepte und steilerer Solardächer zeitlich an den Verbrauch angepasst werden.
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet10
angepasst werden.
Der Weg zur solaren hochgradigen Eigenstromversorgung führt - allem Rummel in den Medien zum Trotz, nicht über die Photovoltaik ANSTELLE von irgendetwas, sondern über die Solarthermie, die man um Photovoltaik ergänzt.
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Sonnenhaus in Hößlinsülz 2012Kombination Solarthermie und Langzeitwärmespeicher
mit Photovoltaik und Akku
Bildquelle:
Sonnenhaus Institut e.V.
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(2 WE) 2012, Wohnfläche ca. 230 m², KfW Effizienzhaus 70, Primärenergiebedarf 7,4 kWh/m²a, HWB 10645 kWh/m²a, Koll.fl.
54 m², 40°, 5°Südabw., solare Deckung Wärme 69%, Speicher 10350 l, Zusatzheizung Stückholz (Powall OFKA 30
kW); PV Anlage 5,9 kWp + Akku 8 kWh überwiegend zur Eigennutzung , solare Deckung Haushaltsstrom 77%
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Das energieautarke Haus in Lehrte/Hannover 2011Kombination Solarthermie und Langzeitwärmespeicher
mit Photovoltaik und Akku
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(1 WE) 2011, Wohnfläche 162 m², KfW Effizienzhaus 55, Primärenergiebedarf 5 kWh/m²a, HWB 7.900 kWh/a, Koll.fl. 46 m²,
45°, 0°Südabw., solare Deckung Wärme 65%, Speicher 9.400 l, Zusatzheizung Stückholz (Powall OFKA 30 kW); PV
Anlage 8,1 kWp + Akku 48 kWh überwiegend zur Eigennutzung , solare Deckung Haushaltsstrom 100 %
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Einbringung Großspeicher
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Quelle: Sonnenhaus Institut e.V.
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Speicher als Gestaltungselement im Wohnbereich
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Quelle: Sonnenhaus Institut e.V.
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Dimensionierung Sonnenhäuser
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet15
15
Quelle:
Sonnenhaus Institut e.V.
solarer Deckungsgrad: >50 % >60% >70% >80% >90% 100%
Dimensionierung Speicher L / m² Koll. : ---- 150 ----- 200 ------ 250 ------ 300 ----- 400 ---- 500
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Primärenergieverbrauch von Häusern nach EnEV
Stromheizung ist derzeit die ineffizienteste Lösung zur
Wärmeversorgung im Niedertemperaturbereich
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Quelle:
Sonnenhaus Institut e.V.
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10/2012 bereits 1300 Sonnenhäuser in Deutschland
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Sonnenhaus in Oberwiesenthal 2011Solarthermie und Langzeitwärmespeicher
Bildquelle: FASA AG
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet18
(1 WE) 2011, Wohnfläche 100 m², HWB 67 kWh/m²a, Primärenergiebedarf 15 kWh/m²a, Koll.fl. 50 m², 70°, 12°Südabw.,
solare Deckung Wärme 85 %, Speicher 12.000 l, Nachheizung Stückholz
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Sonnenhaus in Bruckmühl 2012Solarthermie und Langzeitwärmespeicher
Bildquelle:
Sonnenhaus Institut e.V.
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet19
(1 WE) 2012, Wohnfläche 183 m², KfW Effizienzhaus 55, HWB ? kWh/m²a, Primärenergiebedarf 20 kWh/m²a, Koll.fl. 34 m²
90°Fassade, 15°Südabw., solare Deckung Wärme 60 %, Speicher 6.300 l, Stückholzofen
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Sonnenhaus DaschBaujahr 2006 - Nutzfläche 135 m²
Baukosten 240.000 €
solare DeckungWW + Heizung
> 60 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet20202020
Heizenergiebedarf: 40 kWh/m²a Primärenergiebedarf: 12 kWh/m²a
Solarthermie: 35 m² (75°) Solarspeicher: 6 m³
Bildquelle: Georg Dasch
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Sonnenhaus Lorenz KumhausenBaujahr 2002 - Wohnfläche 170 m² - Baukosten 350.000 €
inkl. Keller und Garage
solare DeckungWW + Heizung
77 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet21212121
Heizenergiebedarf: 33 kWh/m²a Primärenergiebedarf: 14 kWh/m²a
Solarthermie: 68 m² (45°) Solarspeicher: 11 m³
Bildquelle: Sonnenhaus Institut
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100 Prozent solar beheizt
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet22
![Page 23: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/23.jpg)
Sonnenhaus Bauer Buglau DonautalBaujahr 1998 – Wohnfläche 132 m² - Baukosten 180.000 €
solare DeckungWW + Heizung
100 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet23
Heizwärmebedarf: 28 kWh/m²h Primärenergiebedarf: 11 kWh/m²a
Solarthermie: 75 m² (47°) Solarspeicher: 27 m³
Bildquelle: Georg Dasch
![Page 24: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/24.jpg)
Energetikhaus100Baujahr 2006 – Nutzfläche 135 m² -
Baukosten 225.000 €
solare DeckungWW + Heizung
97 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet24242424
Heizwärmebedarf: 40 kWh/m²a Primärenergiebedarf: 5 kWh/m²a
Solarthermie: 69 m² (68°) Solarspeicher: 28 m³
![Page 25: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/25.jpg)
Besucherzentrum im Bayerischen WaldBaujahr 2000 / 2001 - Nutzfläche 763 m² -
solare DeckungWW + Heizung
100 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet252525
Heizwärmebedarf: 11 kWh/m²a Primärenergiebedarf: 7,5 kWh/m²a
Solarthermie: 110 m² (80°) Solarspeicher: 21 m³
Photovoltaik: 2 x 4,8 kWp Bildquelle: Sonnenhaus Institut
![Page 26: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/26.jpg)
Das erste 100% solar beheizte Mehrfamilienhaus EuropasBaujahr 2007 - Wohnfläche 1200 m² - Baukosten 2.300.000 € (Zukunft 1,8 Mill €)
solare DeckungWW + Heizung
100 %
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet262626
Heizenergiebedarf: < 10 kW (16 kWh/m²a) Primärenergiebedarf: ca. 4 kWh/m²a
Solarthermie: 276 m² (45°) Solarspeicher: 205 m³
Bildquelle: www.jenni.ch
![Page 27: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/27.jpg)
Sanierung im Bestand zum
Sonnenhausstandard
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet27
Sonnenhausstandard
![Page 28: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/28.jpg)
Freiberg: Gebäude aus dem 16. Jahrhundert
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet28
Quelle: FASA AG
![Page 29: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/29.jpg)
60 m² Solardach und 22 m³ Langzeitwärmespeicher
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet29
Quelle: FASA AG
![Page 30: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/30.jpg)
75% solare Deckung
+ zwei Kaminöfen und eine Gasbrennwerttherme
3 WE mit 220 m²
Wohnfläche entstanden
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet30
Quelle: FASA AG
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Altes Rechenzentrum aus der DDR in Chemnitz
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet31
Quelle: FASA AG
![Page 32: Das Sonnenhaus Konzept - Top50- · PDF file04.12.2012 · Das Sonnenhaus Konzept Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld 13. Forum Solarpraxis Berlin 22. November 2012 11 Prof. Dipl.-Ing](https://reader034.vdokument.com/reader034/viewer/2022042619/5a78d6117f8b9ae6228daff6/html5/thumbnails/32.jpg)
Langzeitwärmespeicher 10,5 m hoch
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet32
Quelle: FASA AG
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281 m² Solardach mit 70°Dachneigung
110 m³ Speicher
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet33
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Fahrplan Solarwärme 2012
„Die direkte Nutzung der Sonne zur Erzeugung von Solarwärme ist die mit Abstand natürlichste und nachhaltigste Form der Wärmeerzeugung.“
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet34
Form der Wärmeerzeugung.“ Fahrplan Solarwärme 2011
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Danke
Ihr Timo Leukefeld
Prof. Dipl.-Ing. Timo Leukefeld, Firma Timo Leukefeld - Energie verbindet35
www.timo-leukefeld.de