RWE Zukunftshaus – Vom Altbau zum Plusenergiehaus- Andreas Klapdor RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 1 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 2 Ziel: Energiebedarf reduzieren und die lokale Strom- und Wärmeerzeugung steigern Lokale Energieerzeugung Energiebedarf reduzieren > Bessere Dämmung von Dach, Fassade, Türen oder Fenstern > Effiziente Heizgeräte > Kühlung über Wärmepumpe Lokale Energieerzeugung Ziel > Stromerzeugung durch PV Altbau Energiebedarf (Strom + Wärme) * In der Jahresbilanz > Gewinnung von Umweltwärme durch eine Wärmepumpe > Warmwassererwärmung mit Solarthermie RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 3 Die Maßnahmen im Überblick PV-Anlage mit Stromspeicher, Smart Home zur Hausautomation Dachdämmung mit Steinwolle Fassadendämmung mit Wärmedämmverbund System Dachpfannen mit hoher Strahlungsreflexion Kellerdecke mit Vakuumdämmung Innendämmung mit Perlite und Vakuumdämmung Elektroladesäule mit reg, erzeugtem Strom Elektrofahrzeug Dachfenster mit automatischer Verschattung Rastermaß abgestimmt mit PV Sole-Wärmepumpe mit Solarthermie, WW-Speichern und Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung, Fußbodenheizung und Heizkörper mit Ventilator Kunststofffenster, dreifach verglast Smart Meter und Messtechnik Bild: AX 3000 LED-Beleuchtung innen und außen RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 4 Dach: Reduktion um 93% 34 cm Steinwolle Deckenheizung und -kühlung U-Wert = 0,13 W/(m²K) RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 5 Fassade: Reduktion um 62 % 30 cm Styropor U-Wert = 0,13 W/(m²K) RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 6 Fenster: Reduktion um 93 % U-Wert = 0,66 W/(m²K) RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 7 Keller: Reduktion um 98% U-Wert = 0,08 W/(m²K) 3 cm Vakuumdämmung RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 8 Ziel: Energiebedarf reduzieren und die lokale Strom- und Wärmeerzeugung steigern Lokale Energieerzeugung Energiebedarf reduzieren > Bessere Dämmung von Dach, Fassade, Türen oder Fenstern > Effiziente Heizgeräte > Kühlung über Wärmepumpe Lokale Energieerzeugung Ziel > Stromerzeugung durch PV Altbau Energiebedarf (Strom + Wärme) * In der Jahresbilanz > Gewinnung von Umweltwärme durch eine Wärmepumpe > Warmwassererwärmung mit Solarthermie RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 9 Solarthermie, PV und Dachfenster Photovoltaik: 8,4 kWp Ca. 7.000 kWh/a 43 Module Solarthermie: 10 m² RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 10 Der Heizungskeller 7,4 kW max. RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 11 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 Effizienz 02.04.2015 SEITE 12 Wärmeübertragung RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 13 Elektromobilität 11 kW Schnellladung RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 14 Energieflüsse: Sonne und Erdwärme versorgen das Plus-Energiehaus Netz Stromspeicher PV Wärmepumpe Haus Kühlung Wärmetauscher Warmwaser Solarthermie Heizung Warmwasser Wärmespeicher Heizungswasser Sonne Menschen Wärmegewinne Geräte Erdwärme Luft RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 15 Die gute Dämmung zeigt Wirkung Durchschnittliche Tagesaußentemperatur (!C) 30,0 25,0 20,0 15,0 10,0 5,0 0,0 -5,0 RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 16 0 Treppenhaus 100 50 0 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 514 541 1 29 57 85 113 141 169 197 225 253 281 309 337 365 393 421 449 477 505 533 Raum 1 50 40 30 20 10 1 28 55 82 109 136 163 190 217 244 271 298 325 352 379 406 433 460 487 514 541 150 1 25 49 73 97 121 145 169 193 217 241 265 289 313 337 361 385 409 433 457 481 505 529 Einzellastgänge für einen Tag Raum 2 30 25 20 15 10 5 0 Raum 3 100 80 60 40 20 0 RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 17 250 250 200 200 Leistungsaufnahme in Watt Leistungsaufnahme in Watt Ein neuer Kühlschrank spart Energie 150 100 150 100 50 50 0 0 24 Stunden 24 Stunden RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 18 Erzeugungsleistung (kW) und Tagesproduktion (kWh/Tag) der Solarthermie 30 25 20 15 10 5 0 Ein Tag Tägl. Sol.produktion kWh/Tag) 35 Jahresproduktion Solarthermie: 1953 kWh (Stand 1.12.) RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 19 Produktion Erneuerbare Energien 2014 Leistung Photovoltaik (kW): 60 m² Jahresproduktion PV-Anlage: 5755 kWh (Stand 1.12.) Leistung Solarthermie (kW): 10 m² Jahresproduktion Solarthermie: 1953 kWh (Stand 1.12.) RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 20 Haushaltsgeräte werden genutzt, wenn die Photovoltaik-Anlage produziert Beispiel Waschmaschine im August Sonnenuntergang Ein Tag Sonnenaufgang RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 21 Der Betrieb der Wärmepumpe zeigt Potentiale zur Lastverschiebung Sonnenuntergang Ein Tag Sonnenaufgang RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 22 Messwerte PV-Anlage und Wärmepumpe Leistung [kW] 8 6 PV [kW] WP el [kW] 4 2 0 01.05.2014 02.05.2014 03.05.2014 05.05.2014 06.05.2014 Leistung [kW] 8 6 4 2 0 04.05.2014 Leistung [kW] 8 6 4 2 0 07.05.2014 08.05.2014 09.05.2014 RWE Effizienz RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 23 Superkonvergenz: Vernetzung über Herstellergrenzen hinaus Was ist sinnvoll? TV Film Musik PC Handy Smart Grid Weiße Ware Heizgerät … Strom PV RWE Effizienz02.04.2015 SEITE 24 02.04.2015 Der Schlüssel zum Kunden: eine leistungsstarke und intuitive Software Kombination von Smart Home Profilen und Apps Zeitprofil Logikprofil Virtuell Software Ereignisprofil Hardware + Fensterkontakt Funkschalter Thermostat Rauchmelder Fernbedienung Bewegungsmelder Steuerzentrale Schaltbare Steckdose RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 25 Mit Messdaten aus RWE SmartHome die Stromnutzung optimieren RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 26 Kundenwünsche: Sicherheit als Haupttreiber für vernetztes Wohnen 1. 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 27 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 28 Dank an unsere Partner… RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 29 VIELEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT. RWE Effizienz 02.04.2015 SEITE 30 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 31 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 E-Mobility Fußboden- und Deckenheizung, Tieftemperaturheizkörper, 11 kW Schnellladung * Wärme-Dämm-Verbundsystem RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 32 Lüftung 520 m³/h bei 100 Pa. Alu-Kreuz-Gegenstromwärmtauscher, 8-stufig, Rückwärmezahl 0,9, RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 33 Die Rohrleitungen an der Kellerdecke müssen entfernt werden RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 34 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit. RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 35 Energieflüsse der elektrischen Energie im ersten Halbjahr 2014 4000,00 elektrische Energie im ersten Halbjahr 2014 (kWh) 3500,00 3000,00 2500,00 Gesamtverbrauch der Wärmepumpe inkl. Kühlung des Gebäudes Verbrauch der Lüftungsanlage 2000,00 Netzbezug bzw. Haushaltsverbrauch 1500,00 Erzeugung PV-Anlage 1000,00 500,00 0,00 PV-Produktion und Netzbezug Energieverbrauch RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 36 Die Raumtemperaturen sind das ganze Jahr konstant. Beispiel Wohnzimmer RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 37 Der Stromspeicher reduziert den Netzbezug* auf wenige Stunden 15. Mai 2014 Entladung des Speicher 1930 Wh Speicher wird geladen Speicher Entladung des voll NetzeinSpeicher speisung 634 Wh Verbrauch Beispieltag: 4.227 Wh 5.848 Wh 228 Wh 1.042 Wh 2.562 Wh * Wetter- und Jahreszeitabhängig RWE Gesellschaft 02.04.2015 SEITE 38
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