Der Projektierer maxsolar setzt auf ganzheitliche Energiekonzepte. Bei einem Mehrfamilienhaus im bayerischen Traunstein gelang es dem Unternehmen, 50 Prozent der Betriebskosten und 40 Prozent der Stromkosten einzusparen. Die größten Herausforderungen lagen in der Auslegung und der Verschaltung der PV-Anlage.
Die Traunsteiner Immobilienentwicklung GreenRock Management erbaute im Projekt „W11 Stadtterrassen Traunstein“ 30 Wohneinheiten erstreckt über vier Wohnhäuser und einer Tiefgarage mit 57 Stellplätzen. Der Fokus liegt bei diesem Objekt auf Ein- und Zweizimmerwohnungen mit großen Terrassen und Balkonen, sowie großzügigen Penthouse-Wohnungen und vier Gewerbeeinheiten.
KfW-gefördertes Passivhaus
Das Gebäude ist ein KfW40+-Effizienzhaus, hat also im Vergleich zum Mindeststandard einen um 60 Prozent niedrigeren jährlichen Primärenergiebedarf. Um von der Kreditanstalt für Wiederaufbau gefördert zu werden, muss das Gebäude außerdem Strom auf Basis erneuerbarer Energien erzeugen sowie über ein stationäres Batteriespeichersystem, eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung und eine Visualisierung der Stromerzeugung und des Stromverbrauchs verfügen.
Für die Stromerzeugung schreibt die Förderrichtlinie einen jährlich zu erzeugenden Ertrag von mindestens 500 kWh je Wohneinheit zzgl. 10 kWh je Quadratmeter Gebäudenutzfläche vor. „Die Dachfläche allein reichte jedoch nicht aus, um diesen Ertrag mit Solarstrommodulen zu erzeugen“, erklärt Simon Heigenhauser, der das Projekt bei dem PV-Projektierer maxsolar verantwortet. Deshalb hat maxsolar die Solarmodule nicht nur auf den Dächern, sondern auch über den Balkonen und den Terrassen der Wohnungen installiert. Weil die Fassadenmodule die äußere Architektur nicht beeinflussen durften, wurden sie in Richtung Innenhof geplant.
Auf den Stehfalzdächern hat maxsolar132 monokristalline Halbzellen-Module von Q Cells mit Schletter-Klemmen vom Typ Rapid 16 befestigt. Die 330-Watt-Module sind nach Nordost, Nordwest, Südost und Südwest ausgerichtet. Über den Balkonen und Terrassen hat maxsolar dagegen 21 monokristalline Solargläser vom Typ Aleo Elegante mit Befestigungssystemen der Gruber Metallbau Industrie GmbH montiert. Die 190-Watt-Module sind ebenfalls nach Nordost, Nordwest, Südost und Südwest ausgerichtet.
Komplexe Verschaltung
Mit einer 3D-Simulation mit dem Auslegungstool PV-Sol gelang es dem Unternehmen, die Anlage trotz der unterschiedlichen Neigungen und Ausrichtungen optimal auszulegen und Ertragseinbußen durch Verschattungen zu vermeiden. „Wir haben den Gebäudeplan zugrunde gelegt und mit Hilfe einfacher geometrischer Körper das Gebäude nachgebaut, die Verschattung simuliert und eine Ertragsprognose generiert“, erläutert Heigenhäuser.
Außerdem hat sein Team die Module mit Leistungsoptimierern von SolarEdge ausgestattet. „Dadurch konnten wir je ein bis zwei Module zusammenschalten und die Aufdach- und Fassadenmodule gemeinsam verschalten, ohne dass es zu Ertragsverlusten kommt.“ Weil lediglich für jeweils ein bis zwei Module der MPP generiert wird, konnte maxsolar unterschiedlich ausgerichtete Module ohne Auswirkungen auf den Gesamt- MPP und den Gesamtertrag in einem Strang verschalten.
Mit Erfolg: Die Prognose ergab einen Ertrag von 46.660 Kilowattstunden pro Jahr. Mit der selbst erzeugten und gespeicherten Energie können die Hausbewohner ihren kompletten Energiebedarf decken. Außerdem spart die Solaranlage jedes Jahr 27.996 Kilogramm Kohlendioxid ein. Die Kosten für die Photovoltaikanlage, den Speicher und die Ladeinfrastruktur haben sich nach Angaben von Heigenhuser nach sieben bis zehn Jahren amortisiert.
Vor Bränden geschützt
Mit Generatoranschlusskästen mit mehreren Überspannungsschützen an der Außenhaut des Gebäudes haben die PV-Experten den Brandschutz sichergestellt. „Mit den Generatoranschlusskästen können wir vermeiden, dass DC-Überspannungen in das Gebäude gelangen“, erklärt Heigenhauser. Das war notwendig, weil die zwei SolarEdge-Wechselrichter im Keller untergebracht sind und der DC-Abstand zwischen dem Gebäudeeintritt und dem Wechselrichter maximal zehn Meter betragen darf.
Weil die Dächer lediglich über den unteren Gebäudeteil miteinander verbunden sind, konnten die Installateure die Stränge nicht über der Dachhaut verbinden, sondern mussten die DC-Kabel durch das Gebäude legen und separat absichern. „Das führte zu einem hohen Verkabelungsaufwand und vielen Absprachen mit SolarEdge“, berichtet Heigenhäuser.
Die Schnittstelle zur Brandmeldezentrale der Feuerwehr sorgt dafür, dass die PV-Anlage im Fehlerfall DC-seitig abschaltet.
Die Energie managen
Solare Überschüsse speichert ein Akku mit rund 50 Kilowattstunden Kapazität, den MaxSolars Schwesterfirma Smart Power in einem der Kellerräume errichtet hat. Das intelligente Energiemanagementsystem sorgt dafür, dass das Netz entlastet und die Lastspitzen begrenzt werden. Dadurch lassen sich erhebliche Kosten einsparen, denn die Strompreise richten sich nach der höchsten in einem Jahr bezogenen Spitzenlast.
Weil die KfW-Förderrichtlinie vorschreibt, dass netzgekoppelte PV-Anlagen maximal 60 Prozent der installierten Leistung einspeisen, hat maxsolar am Netzanschlusspunkt ein Netzanalysegerät montiert. Über das Energiemanagementsystem gibt das Gerät die Signale an den Anlagenregler aus.
Elektroautos in der Tiefgarage laden
Bei Projekten der Firma GreenRock Management erhält jeder Wohnungskäufer auf Wunsch eine eigene Wallbox für sein Elektroauto in der Tiefgarage. Während das Standardpaket drei Ladesäulen mit je zwei Ladepunkten à 22 kW enthält, passt maxsolar die Säulen auch individuell an den jeweiligen Kundenbedarf an.
Betriebskosten senken
Wegen der konstanten Innentemperaturen kann man bei dem Passivhaus auf eine konventionelle Heizung verzichten. Der geringe Restwärmebedarf wird stattdessen von einer Luft-Wasser-Wärmepumpe gedeckt. Im Sommer können sie optional den Fußboden kühlen, weil der Prozess der Wärmepumpe ressourcenschonend umgekehrt werden kann.
Die dezentralen Lüftungssysteme ersetzen die verbrauchte Luft durch Frischluft von außen. Wärmetauscher speichern die in der Abluft enthaltene Wärme, so dass man rund 80 Prozent der Wärmeenergie zurückgewinnen kann. Weil die Dämmung und die energetisch optimierten Unterkonstruktionen den höchsten Standards entsprechen, sinken die Betriebskosten um rund 50 Prozent.
Stromkosten sparen
Für weitere Kostensenkungen sorgt der Immobilienentwickler GreenRock mit einem Mieterstrommodell. Mit dem Mieterstrom können die Mieter rund 40 Prozent ihrer Stromkosten einsparen.
Autor: Iris Krampitz, Krampitz Communications, Köln
