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Solardach (Rechenbeispiel Einfamilienreihenhaus)


Energetische Sanierung


Einführung


Exemplarische Rechnung für ein kleinen Reihenendhaus nahe der Stadt Aachen. Die zentrale Frage ist: welche Energiemenge nach Wärme und Strom unterschieden kann realistischerweise pro Jahr erzeugt werden.

Hausdaten



Spitzenverbrauch Heizung



Globalstrahlung


Als Globalstrahlung bezeichnet man die empirisch ermittelte und über ein Jahr hinweg tatsächlich auf einen Quadratmeter einfallende Energiemenge an Solarstrahlung. Für die rheinische Bucht (Köln, Düsseldorf, Aachen) beträgt dieser Wert etwa: 1050 bis 1060 kWh pro Jahr und Quadratmeter. Umgerechnet auf die Grundfläche des Hausdaches (horizontale Projektion) wären das rund 40 Tausend kWh oder das Dreifache des gesamten Energieverbrauches pro Jahr. Siehe auch Globalstrahlung ↗

Sommer/Winter


Der deutsche Wetterdienst stellt auf einer Seite deutschlandweite Mittelwerte für Monate bereit (Jahresgang der Globalstrahlung 2021 im Vergleich zum vieljährigen Mittel 1981 -2010(deutschlandweites Flächenmittel). Dieser Graphik sind hier die Zahlenwert optisch geschätzt entnommen. Die Angaben sind in Kilowattstunden pro Quadratmeter pro Monat:


Daraus ergibt sich, dass im dunkelsten Wintermonat rund 1/8 der Sonneneinstrahlung wie im hellsten Sommermonat einstrahlt. Das passt recht gut zu empirischen Daten einer realen Solaranlage bei Aachen, wo die monatlich gemittelten Werte zwischen Dezember und Mai/Juni sich um etwas mehr als den Faktor 10 (bis 12) unterschieden. Siehe auch Jahresgang ↗

Wirkungsgrad von Solarpaneelen


Solarzellen können aus physikalischen Gründen maximal 41 % der einfallenden Sonnenenergie in elektrische Energie umwandeln. Die in einem verbauten Modul erreichbaren Wirkungsgrade liegen deutlich unter den Laborwerten und hängen vom technischen Typ.


Maximale Ausbeute an elektrischer Energie


Das betrachtete Haus hat eine Grundfläche von 42 m². Mit einer Globalstrahlung von rund 1000 kWh pro Jahr und Quadratmeter ergibt das eine einfallende Sonnenenergie von 42 Tausend Kilowattstunden. Bei einem schlechten Wirkungsgrad von 6 % beziehungsweise einem mittleren Wirkungsgrad von rund 20 % ergibt das jährliche Strommengen von 2520 bis 7980 Kilowattstunden. Fazit:


Beispiel Essent-Paneel zur Stromerzeugung



Steuer NL und Solarenergie



Wärmepumpen Eckdaten



Split-Klimaanlagen


Laut einer gängigen Faustformel sind in einem gut gedämmten Gebäude pro Kubikmeter Rauminhalt etwa 30 Watt Kühlleistung erforderlich.(293 Watt entsprechen 1.000 BTU). In einem Wohnzimmer von 70 m³ kommt man damit auf eine Kühlleistung von rund 2100 Watt.


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