Messergebnisse

Das Konzept der Evaluierung der Siedlung sah vor, dass die Auswertung detaillierter Daten nicht durch den Koordinator, sondern durch weitere interessierte Kreise wie Forschungsinstitute, Universitäten und Hochschulen durchgeführt werden sollten. An die in Tabelle 3 gelisteten Institutionen sind Daten zur detailierten Auswertung übergeben worden.

Darüber hinaus war wesentlicher Bestandteil des Konzeptes, dass Daten über das Internet verbreitet werden sollten, um den Informationsaustausch aller Beteiligten zeitgemäß aktuell zu unterstützen.

Auch durch den Koordinator wurden darüber hinaus Messdaten ausgewertet, mit dem Ziel der Information der Hausbewohner, der Darstellung wesentlicher Projektergebnisse und zur Dokumentation von technischen Unzulänglichkeiten zur Initiierung von Verbesserungsmaßnahmen.

Kaltwasserverbrauch

Der Mittelwert über alle Häuser liegt entsprechend der beiden Grafiken in den Abb.12 und 13 bei ca. 140m³/Jahr. Rechnet man dies auf die mittlere Personenzahl in den Haushalten um, so beträgt der Verbrauch pro Person etwa 36m³/Jahr entsprechend 100l/Tag in der Südsiedlung und ca. 44m³/Jahr entsprechend 120l/Tag in der Nordsiedlung. Nach Angabe des Bundesverbandes der deutschen Gas- und Wasserwirtschaft BGW liegt der durchschnittliche tägliche Wasserverbrauch bei 128l/Person. Somit liegt der Wasserverbrauch in der Solarsiedlung z.T. wesentlich und im Mittel noch deutlich unterhalb des Bundesdurchschnitts.

Warmwasserverbrauch

Der Warmwasserverbrauch hat einen Anteil am Gesamtwasserverbrauch von 28%.

Heizwärmeverbrauch

In Abb.14 wird der über drei Jahre erfasste Heizwärmebedarf für die beiden Siedlungsteile Nord und Süd im Vergleich zu den Plandaten dargestellt. Dieser Verbrauchswert gibt zum einen Informationen über die Bausubstanz, zum anderen wird er aber auch durch das Nutzungsverhalten beeinflusst. Damit die verschiedenen Jahre miteinander vergleichbar werden, sind die Messdaten auf ein langjähriges Außentemperaturniveau umgerechnet worden.

Um die Relation zu bestehenden Häusern und zu gleichen, allerdings nach Wärmeschutzverordnung gebauten Häusern, herstellen zu können, sind auch diese Werte in die Darstellung aufgenommen worden. Es ist erkennbar, dass der Mittelwert des Heizwärmeverbrauchs bei den Häusern der Südsiedlung noch unter den Planwerten liegt. Die Häuser der Nordsiedlung weisen einen gegenüber den Planwerten höheren Energieverbrauch aus. Allerdings ist bereits eine signifikante Verbrauchsminderung im zweiten und dritten Jahr nach dem Einzug zu erkennen. Dies ist im Wesentlichen auf die aus der Literatur bekannte Bauausfeuchtung zurückzuführen. Eine wesentliche weitere Senkung des Energieverbrauchs im vierten Jahr ist aus Gründen weiterer Bauausfeuchtung nicht mehr zu erwarten.

Zur Analyse, inwieweit das Nutzungsverhalten den Heizwärmeverbrauch beeinflusst und inwieweit die Bausubstanz den Erwartungen entspricht, muss man die Heizwärmeverbräuche der einzelnen Häuser betrachten, die eine vergleichbare Bauphysik aufweisen.

Abb.15 weist die Messdaten der einzelnen Häuser aus. Aus dem Mittelwert dieser Daten von 59 kWh/m²a wurde der klimabereinigte Wert in Abb.14 zu 70 kWh/m²a, für das Jahr 2001 ermittelt. Es ist erkennbar, dass die Verbräuche bei den einzelnen Häusern zwischen 25 kWh/m²a und 95 kWh/m²a also um mehr als Faktor 3 unterschiedlich sind. Führt man das unterschiedliche Nutzerverhalten und die Verbrauchsverringerung durch die Bauausfeuchtung in die Bewertung ein, so ist erkennbar, dass die tatsächliche Bausubstanz in der Nordsiedlung hinsichtlich der Bauphysik der geplanten Qualität entspricht.

Auch bei der Südsiedlung finden sich Unterschiede im Heizwärmeverbrauch vom Faktor 3. Der Mittelwert der Messwerte liegt bei 31 kWh/m²a. Aus diesem Mittelwert wurde der klimabereinigte Wert in Abb.14 zu 36 kWh/m²a für das Jahr 2001 ermittelt.

Zusammenfassend ist somit festzustellen, dass die ausgeführte Bausubstanz in der Nordsiedlung den Planungen entspricht. Im Südteil liegt der Heizwärmebedarf wesentlich unterhalb der geplanten Werte. Dies ist u.a. auch auf die baubegleitenden, qualitätssichernden Maßnahmen zurückzuführen (Blower-Door-, Thermografiemessungen, Baustellenbegehungen).

Stromverbrauch

Aus dem Planungsleitfaden "50 Solarsiedlungen in Nordrhein-Westfalen" wird für einen 4-Personenhaushalt im Bundesdurchschnitt ein Stromverbrauch von etwa 4500 kWh/a zugrunde gelegt. Die haushaltsbezogenen Verbräuche für die Nord- und Südsiedlung sind den nachfolgenden Abbildungen zu entnehmen.

Die Stromverbräuche, insbesondere in der Nordsiedlung sind mit 4500 kWh/ Jahr relativ hoch und übersteigen die Planansätze von ca. 2200 kWh/ Jahr. Personenbezogen verbrauchen die Nordhäuser ca. 1200 kWh/(cap*a), die Häuser der Südsiedlung ca 900 kWh/(cap*a) elektrische Energie. Berücksichtigt man den elektrischen Energieverbrauch der Kopfstationen so liegt der Verbrauch der Südsiedlung bei ca. 930 kWh/(cap*a).

Die Gründe für den hohen Verbrauch sind vielfältig. In der gesamten Siedlung wurde das Thema "Kochen mit Gas" nicht angenommen. Nur wenige Haushalte installierten einen Gasherd. Die Gründe hierfür werden in der sozio-ökologischen Begleituntersuchung näher erläutert. Die Haushalte der Nordsiedlung haben gegenüber den Häusern der Südsiedlung eine bezogen auf die Elektroverbrauchsgeräte größere Ausstattung. (z.T. mehrere Kühl-/Gefriergeräte, Hifi-Anlagen,PC`s, Wäschetrockner). Außerdem wirkt sich der Stromverbrauch durch Pumpen und Heizungstherme in den Technikräumen der Nordhäuser aus, im Vergleich zu den geringen Verbräuchen der Kopfstationen, die auf die Einzelhaushalte umgelegt werden.

Photovoltaikanlagen Nord

Wie schon erläutert ist jedes Haus in der Nordsiedlung mit einer eigenen PV-Anlage (1,5kWp) versehen. Über einen Wechselrichter, der im Betriebsraum der Häuser installiert ist, wird die erzeugte Energie in das Netz der EVU eingespeist. Die Jahreswerte (2000 / 2001) der über die PV-Anlage erzeugten und eingespeisten Energie wird in Abbildung 19 als spezifischer Wert, bezogen auf die installierte Leistung in (kWh/kWp), dargestellt. So ist auch ein Vergleich des Ertrages im Allgemeinen und mit den Anlagen der Südsiedlung möglich.

Der Energieertrag von im Mittel 780 kWh/kWp ist ein erfreulicher Wert, der die Planwerte von 750 kWh/kWp erfüllt oder überschreitet und der, bei einem allgemeinen Vergleich von Energieerträgen bei regional vergleichbaren Anlagen, als äußerst positiv zu werten ist. Erkennbar in dieser Darstellung ist auch, dass die Erträge zwischen den einzelnen baugleichen Anlagen um ca. 10% differieren. Dies ist auf die Fertigungstoleranzen der PV-Module, die Abschattungssituation bei den Mittelhäusern und dem unterschiedlichen Wechselrichterbetrieb (MPP-Anpassung, Abregelung bei Erwärmung) zurückzuführen. Bei den farblich gekennzeichneten Fronthäusern ist erkennbar, dass der Ertrag bis etwa 5% oberhalb des Ertrages der Mittelhäuser liegt, die im Winterhalbjahr eine geringfügige Abschattung durch die davor liegenden Häuser erfahren.

Photovoltaikanlagen Süd

An jedem Haus in der Südsiedlung sind PV-Module installiert, die eine Leistung von 1,0 kWp aufweisen. Die Module sind zu Anlagen zusammen gefasst, die die einzelnen Häusergrenzen überschreiten. Die Wechselrichter befinden sich unterhalb der Solargeneratoren entweder auf dem Dach oder an den Fassaden. Die erzeugte Energie wird in den Kopfstationen in das Netz des EVU eingespeist. Die Jahreswerte (2000 / 2001) der, über die PV-Anlagen erzeugten und in den verschiedenen Kopfstationen eingespeisten Energie, werden in Abbildung 20 als spezifische Werte, bezogen auf die installierte Leistung in (kWh/kWp), dargestellt.

Die Anlagen der einzelnen Kopfstationen weisen, bezogen auf die Kopfstation 1, einen um ca. 20% unterschiedlichen Ertrag aus. Der Mittelwert liegt bei ca. 715 kWh/kWp. Der wesentliche Grund für die Minderleistung der Kopfstation Z4 sind technische Schwierigkeiten beim Betrieb einzelner Wechselrichter. Weiterhin haben unterschiedliche leichte Abschattungssituationen, die Fertigungstoleranz der PV-Module und der unterschiedliche Wechselrichterbetrieb (MPP-Anpassung, Abregelung bei Erwärmung ) einen Einfluss auf den Energieertrag. Die Behebung der technischen Mängel gestaltete sich im Zusammenspiel zwischen dem Betreiber ELE und dem Anlagenlieferer bzw. Installateur schwierig. Die angebotene Hilfestellung des TÜV Rheinland zur Fehleranalyse wurde nicht angenommen.

Solarthermieanlagen Nord

Im Norden ist jedes Haus mit einer solarthermischen Anlage ausgerüstet. Die Kollektoren sind auf der nach Süden ausgerichteten Satteldachfläche angebracht. Der Inhalt des Warmwasserspeichers beträgt 290 Liter. In den meisten Gebäuden ist eine Zirkulationsleitung installiert. Abbildung 21 zeigt die durch die Solaranlagen bereitgestellte Energie und die zur Brauchwasserbereitung gesamt benötigte Energie, die aus der Heizung und der solarthermischen Anlage bereitgestellt wird.

Solarthermieanlagen Süd

Die solarthermische Energieerzeugung wird wie die sonstige Energieverteilung über die zentralen Kopfstationen gesammelt und verteilt. Hier ist, je nach Anzahl der zu versorgenden Häuser, ein Warmwasserspeicher mit einer Größe von 1500 - 2250 Liter installiert. Daraus ergibt sich ein spezifisches Speichervolumen von 250-280 Liter pro Haus. (In der Nordsiedlung beträgt dies 290 Liter pro Haus).

Abb. 22 zeigt die Verteilung der solaren Deckungsraten über das Jahr 2001. Der Mittelwert beträgt 57%. Da die Systeme in den anderen drei Zentralen prinzipiell gleich aufgebaut sind, werden hier ähnliche Deckungsraten erzielt. Damit werden hier die prognostizierten Daten von 60% solarer Deckung annähernd erreicht.

Die mittlere solar erzeugte Wärme zur WW-Bereitung betrug pro Haus und Jahr ca. 1300 kWh. Als Summe für die zur Warmwassererwärmung aufgewendete Energie (Solar- und Heizungsanteil) ergab sich 2235 kWh. Die Kollektorerträge der Kopfstationen K2 und K4, bezogen auf den Quadratmeter (Aperturfläche) zeigt Abb. 23. Im Vergleich zur Nordsiedlung , mit einer weitaus geringeren solaren Deckung, ergeben sich in der Südsiedlung ähnliche Kollektorerträge. Dies ist ein Indiz dafür, dass der Energieverbrauch des Warmwassersystems im Norden wesentlich höher ist. Wie die in der Detailanalyse nachfolgenden Erläuterungen zeigen werden, ist dies im Wesentlichen auf die Zirkulationsleitung zurückzuführen.

 
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