Vortrag 2015 andreas klapdor rwe zukunftshaus vom altbau zum plus energiehaus
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RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 2
60er-Jahre-Haus auf dem Weg zum
Plus-Energiehaus
> Energetische Sanierung eines
Bestandsgebäudes.
> Ein Blick in die Zukunft des Bauens,
Kombination neuster Technologien in einem
Gebäude, Übertragbarkeit der unterschiedlichen
Ansätze auf den Gebäudebestand.
> In 10-15 Jahren werden wir etwa Dämmung,
Heimautomatisierung und Stromspeicher in den
meisten Gebäuden sehen.
> Alltagstest von RWE Produkten, Stromspeicher,
Elektromobilität, Smart Home, Vernetzung.
> Erfahrungen im Betrieb der Gebäudetechnik
einer typischen Familie.
RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 3
Altbau
Ziel: Energiebedarf reduzieren und die lokale
Strom- und Wärmeerzeugung steigern
Energiebedarf reduzieren
> Bessere Dämmung von
Dach, Fassade, Türen oder
Fenstern
> Effiziente Heizgeräte
> Kühlung über Wärmepumpe
Lokale Energieerzeugung
> Stromerzeugung durch PV
> Gewinnung von Umwelt-
wärme durch eine Wärme-
pumpe
> Warmwassererwärmung mit
Solarthermie
Lokale
Energ
ieerz
eu
gung
Energiebedarf(Strom + Wärme)
* In der Jahresbilanz
Ziel
RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 4
Die Maßnahmen im Überblick
Bild: AX 3000
Elektroladesäule mit
reg, erzeugtem Strom
Elektrofahrzeug
Fassadendämmung mit
Wärmedämmverbund System
Sole-Wärmepumpe
mit Solarthermie,
WW-Speichern
und Lüftungsanlage mit
Wärmerückgewinnung,
Fußbodenheizung und
Heizkörper mit Ventilator
PV-Anlage mit Stromspeicher,
Smart Home zur HausautomationDachdämmung mit Steinwolle
Dachfenster mit automatischer
Verschattung
Rastermaß abgestimmt mit PV
Kunststofffenster,
dreifach verglast
Kellerdecke mit
Vakuumdämmung
Innendämmung mit Perlite
und Vakuumdämmung
LED-Beleuchtung
innen und außenSmart Meter und
Messtechnik
Dachpfannen mit hoher
Strahlungsreflexion
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 5
Dach: Reduktion um 93%
U-Wert = 0,13 W/(m²K)
34 cm Steinwolle
Deckenheizung und -kühlung
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 8
Keller: Reduktion um 98%
U-Wert = 0,08 W/(m²K) 3 cm Vakuumdämmung
RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 9
Altbau
Ziel: Energiebedarf reduzieren und die lokale
Strom- und Wärmeerzeugung steigern
Energiebedarf reduzieren
> Bessere Dämmung von Dach,
Fassade, Türen oder
Fenstern
> Effiziente Heizgeräte
> Kühlung über Wärmepumpe
Lokale Energieerzeugung
> Stromerzeugung durch PV
> Gewinnung von Umwelt-
wärme durch eine Wärme-
pumpe
> Warmwassererwärmung mit
Solarthermie
Lokale
Energ
ieerz
eu
gung
Energiebedarf(Strom + Wärme)
* In der Jahresbilanz
Ziel
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 10
Solarthermie, PV und Dachfenster
Photovoltaik: 8,4 kWp Ca. 7.000 kWh/a
43 Module
Solarthermie: 10 m²
RWE Effizienz SEITE 1202.04.2015
Speicher
Strom Wärme
Lithium-Ionen,
Erweiterbar von 4,6 - 13,8 kWh,
6.000 Ladezyklen, 3-phasig
800 l Durchlaufspeicher, zonierte
Beladung, WW im Durchlauf, inkl. Solar
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 15
Energieflüsse: Sonne und Erdwärme versorgen
das Plus-Energiehaus
Solarthermie
PV
Wärmepumpe
Wärmespeicher
Warmwasser
Heizungswasser
Wärmetauscher
Haus
Stromspeicher
Luft
Sonne
WärmegewinneMenschen
Geräte
Erdwärme
Netz
Warmwaser
Heizung
Kühlung
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 16
Die gute Dämmung zeigt Wirkung
-5,0
0,0
5,0
10,0
15,0
20,0
25,0
30,0
Du
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Tag
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Einzellastgänge für einen Tag
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Raum 3
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Raum 2
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Treppenhaus
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Raum 1
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Ein neuer Kühlschrank spart Energie
0
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24 Stunden 24 Stunden
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 19
Erzeugungsleistung (kW) und
Tagesproduktion (kWh/Tag) der Solarthermie
0
5
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Täg
l. S
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kW
h/T
ag
)
Jahresproduktion Solarthermie: 1953 kWh (Stand 1.12.)
Ein
Ta
g
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 20
Produktion Erneuerbare Energien 2014
Leistung Solarthermie (kW): 10 m²
Jahresproduktion Solarthermie: 1953 kWh (Stand 1.12.)
Jahresproduktion PV-Anlage: 5755 kWh (Stand 1.12.)
Leistung Photovoltaik (kW): 60 m²
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 21
Haushaltsgeräte werden genutzt, wenn die
Photovoltaik-Anlage produziert
Sonnenuntergang
Sonnenaufgang
Ein
Tag
Beispiel Waschmaschine im August
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 22
Der Betrieb der Wärmepumpe zeigt
Potentiale zur LastverschiebungE
in T
ag
Sonnenuntergang
Sonnenaufgang
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 23
Messwerte PV-Anlage und Wärmepumpe
RWE Effizienz
0
2
4
6
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01.05.2014 02.05.2014 03.05.2014
PV [kW] WP el [kW]
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04.05.2014 05.05.2014 06.05.2014
0
2
4
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8
07.05.2014 08.05.2014 09.05.2014
Leis
tung
[kW
] L
eis
tung
[kW
] L
eis
tung
[kW
]
RWE Effizienz SEITE 24
Smart
Grid
Strom
PV
Superkonvergenz: Vernetzung über
Herstellergrenzen hinaus
02.04.2015
TV
FilmPC
Handy
Musik Heiz-
gerät
Weiße
Ware
02.04.2015
…
Was ist sinnvoll?
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 25
Der Schlüssel zum Kunden: eine
leistungsstarke und intuitive Software
Fenster-
kontakt
Rauchmelder
Bewegungsmelder
Schaltbare
Steckdose
Fernbedienung
Thermostat
Funkschalter
Steuer-
zentrale
+
Kombination von Smart Home Profilen und Apps
So
ftw
are
Hard
wa
re
Zeitprofil LogikprofilEreignisprofil Virtuell
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 27
Kundenwünsche: Sicherheit als Haupttreiber
für vernetztes Wohnen1. Wärme nur dann liefern, wenn
ich zuhause bin.
2. Wenn das Fenster geöffnet
wird, wird die Solltemperatur
gesenkt.
3. Der Kamin/ Dunstabzugshaube
geht nur an, wenn das Fenster
offen ist.
4. Einbruchüberwachung -
Fensterkontakte werden zur
Außenhautüberwachung.
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 28
Der Weg zum Plusenergiehaus
> Durch Dämmung den Energiebedarf senken
> Strom und Wärme Regenerativ erzeugen
> Erzeugung und Verbrauch aufeinander abstimmen
> Energie nur dann einsetzen, wenn sie benötigt wird
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 31
Die Außenhülle des Gebäudes ist besser als bei
Neubauten
U-Werte W/(m²K) Vorher Nachher Maßnahme %
Fassade 1,4 0,2 – 0,1 30 cm WDVS* -85%
Dach 1,8 0,13 34 cm Steinwolle -93%
Fassadenfenster 1,8 – 2,8 0,66 Dreifachverglasung -62%
Dachfenster 1,8 0,84 Zweifachverglasung -46%
Kellerdecke 1,4 0,08 3 cm Vakuumdämmung -98%
* Wärme-Dämm-Verbundsystem
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 32
Haustechnik-Kenndaten
Bauteil Größe Bemerkung
PV 43 * 195 Wp 8,4 kWp Ca. 7.000 kWh/a
Stromspeicher 6 kWh Lithium-Ionen (Eisenphosphat),
Erweiterbar von 4,6-13,8 kWh, 6.000
Ladezyklen, 3-phasig
Wärmepumpe 7,4 kW max. Sole-Wasser, Eingestellt auf 4,3 kW,
Kühlbetrieb im Sommer möglich
Erdbohrung 2 * 60 m Ethylenglykol, Kälteentzug 50W/m
Wärmespeicher 800 l Durchlaufspeicher, zonierte Beladung,
WW im Durchlauf, inkl. Solar
Lüftung 520 m³/h
bei 100 Pa.
Alu-Kreuz-Gegenstromwärmtauscher,
8-stufig, Rückwärmezahl 0,9,
Heizflächen Fußboden- und Deckenheizung,
Tieftemperaturheizkörper,
E-Mobility 11 kW Schnellladung
* Wärme-Dämm-Verbundsystem
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 33
Lüftung
520 m³/h
bei 100 Pa.
Alu-Kreuz-Gegenstromwärmtauscher,
8-stufig, Rückwärmezahl 0,9,
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 36
Energieflüsse der elektrischen Energie im
ersten Halbjahr 2014
0,00
500,00
1000,00
1500,00
2000,00
2500,00
3000,00
3500,00
4000,00
PV-Produktion und Netzbezug Energieverbrauch
ele
ktr
isch
e E
nerg
ie i
m e
rste
n H
alb
jah
r 2014 (
kW
h)
Gesamtverbrauch der Wärmepumpe inkl.Kühlung des Gebäudes
Verbrauch der Lüftungsanlage
Netzbezug bzw. Haushaltsverbrauch
Erzeugung PV-Anlage
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 37
Die Raumtemperaturen sind das ganze Jahr
konstant. Beispiel Wohnzimmer
RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 38
Der Stromspeicher reduziert den Netzbezug* auf
wenige Stunden
Entladung des
Speicher
1930 Wh
Speicher wird
geladenSpeicher
voll Netzein-
speisung
Entladung des
Speicher
634 Wh
15. Mai 2014
4.227 Wh
5.848 Wh
228 Wh
1.042 Wh
Verbrauch Beispieltag:
2.562 Wh
* Wetter- und Jahreszeitabhängig