Ein Traum vieler Hausbesitzer: das Haus wird zu einer Oase der Energieunabhängigkeit. Ein Ort, an dem Du Deinen eigenen Strom erzeugst, Deine Wärme selbst bereitstellst und Dich von externen Lieferungen löst.
In diesem Artikel erfährst Du, wie Du mit Deinem Einfamilienhaus in der Energieversorgung möglichst autark werden kannst. Ich beleuchte die Herausforderungen, Möglichkeiten und innovativen Technologien, die Dich auf dem Weg zur Energieautarkie unterstützen.
(Titelbild Nachweis: Sven Loeffler).
Inhaltsverzeichnis:
Autarkes Haus: Energie selbst erzeugen
Was bedeutet Autarkie?
Autarkie in der Energieversorgung eines Hauses bedeutet Unabhängigkeit von externen Energiequellen wie das öffentliche Stromnetz oder Gasversorger. Ein autarkes Haus erzeugt den benötigten Strom und die Wärme selbst und ist somit unabhängig von Stromausfällen und Energiepreisschwankungen.
Die Selbstversorgung mit Energie kann auch zu erheblichen Kosteneinsparungen führen. Durch die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen wie Solar- oder Windenergie reduzierst Du Deinen CO2-Fußabdruck und leistest einen Beitrag zur Energiewende.
Ist 100% Autarkie möglich?
Kurzgesagt: Theoretisch ist eine komplette Selbstversorgung mit Energie möglich. In der Praxis aber in den allermeisten Fällen nicht ratsam, weil schlichtweg zu teuer.
Ein wesentliches Problem ist, dass Solaranlagen im Herbst und Winter weniger leisten. Im Januar, wenn die Tage am kürzesten sind, brechen die Stromerträge der Photovoltaikanlage (PV-Anlage) ein.
Die Speichertechnik für Strom ist ein weiterer limitierender Faktor. Langfristige Stromspeicher, die eine Überbrückung über mehrere Wochen ermöglichen würden, sind derzeit noch nicht bezahlbar und effizient genug, um den Winter ausschließlich mit Solarstrom zu überstehen.
Bei der Stromversorgung eines Hauses ist eine Selbstversorgung von bis zu 70 Prozent realistisch durch die Kombination von Photovoltaikanlagen und Stromspeichern. Wenn es um Strom und Heizwärme geht, kann ein Autarkiegrad von bis zu 50% erreicht werden, vorausgesetzt, die Wärmeversorgung erfolgt über eine Wärmepumpe. Allerdings hängt der tatsächliche Autarkiegrad von vielen Faktoren ab, wie beispielsweise dem Dämmstandard des Gebäudes.
Kosten steigen mit höherer Selbstversorgung
Natürlich muss die neue Technik bezahlbar sein und sollte sich möglichst lohnen.
Generell gilt: Je höher der Grad der Eigenversorgung, desto höher sind die anfänglichen Investitionskosten für die Energieversorgung. Analog sinkt die Wirtschaftlichkeit, die Kilowattstunde Energie wird teurer.
Dies liegt an den notwendigen Technologien wie Photovoltaik-Anlagen, Stromspeichern und Wärmepumpen, die eine signifikante Anfangsinvestition erfordern.
Man muss eine Balance finden. Der Grad der Selbstversorgung sollte so gewählt werden, dass er nicht nur Unabhängigkeit, sondern auch eine Reduzierung der Energiekosten ermöglicht.
Eine sorgfältige Planung und Abwägung der Kosten gegenüber dem erzielbaren Autarkiegrad ist daher unerlässlich. Hierbei kann eine professionelle Beratung hilfreich sein, um eine maßgeschneidertes System für Dein Haus zu finden, die ökonomisch und ökologisch sinnvoll ist.
Energie-Effizienz nicht vergessen!
Bevor Du in Technologien zur Energieerzeugung investierst, minimiere den Energieverbrauch deines Hauses. Eine hohe Energieeffizienz ist die Basis für eine erfolgreiche Umsetzung der Energieautarkie.
Investiere in energiesparende Maßnahmen, wie eine gute Dämmung des Hauses und den Einsatz von energieeffizienten Geräten.
Ein geringer Energiebedarf reduziert nicht nur die Kosten für die Energieversorgung, sondern macht es auch einfacher, einen hohen Autarkiegrad zu erreichen. Ein Autarkie-Haus, das nach den Standards eines Nullenergie- oder Plusenergiehauses gebaut oder saniert wurde, hat einen geringen externen Energiebedarf und kann sogar bilanziell mehr Energie erzeugen, als es verbraucht.
Stromerzeugung: Solaranlage unverzichtbar
Für die Erreichung von Energieautarkie im Haus ist die Installation einer Photovoltaik-Anlage unverzichtbar. Mit Solaranlagen kann man kostengünstig und umweltfreundlich Strom erzeugen. Diese Technologie ist nicht nur effizient, sondern auch langlebig und zuverlässig. Eine gut geplante Photovoltaikanlage mit hochwertigen Komponenten wird über 20 oder sogar über 30 Jahre effizient arbeiten. Die Basis für langfristige Unabhängigkeit und autarke Stromversorgung.
Die meisten Dächer sind für die Installation einer Solaranlage geeignet. Wichtig ist dabei, dass die Dachstatik ausreichend ist und keine starke Verschattung vorliegt.
Ein Problem der Solaranlagen ist jedoch die geringere Energieerzeugung im Winter, gerade dann, wenn der Energiebedarf für Heizung und warmes Wasser am höchsten ist.
Wie groß muss die Solaranlage sein?
Die Dimensionierung einer Photovoltaikanlage hängt von verschiedenen Faktoren ab. Viele Experten wie z.B. Prof. Volker Quaschning von der HTW Berlin empfehlen: Dach voll machen mit Solarmodulen. Moderne Photovoltaik-Module bieten etwa ein Kilowatt Leistung pro 5 Quadratmeter Dachfläche.
Allerdings gibt es eine Grenze: Für private Photovoltaikanlagen sollte eine Leistung von 30 Kilowatt nicht überschritten werden, um steuerliche Vorteile zu nutzen.
Wichtig ist, den Eigenverbrauch des Solarstroms zu maximieren. Dies kann durch das Laden eines Elektroautos oder die Nutzung des Stroms für Heizung und warmes Wasser geschehen.
Mit Solarenergie heizen
Die Nutzung von Solarstrom zum Heizen ist eine Möglichkeit, den Eigenverbrauch zu maximieren. Eine Methode ist der Einsatz einer Wärmepumpe, die mit Solarstrom betrieben wird.
Auch für die Warmwasserbereitung gibt es verschiedene Möglichkeiten, die Solarstrom nutzen können. Dazu gehören beispielsweise Heizstäbe in Warmwasserspeichern, Warmwasser-Wärmepumpen oder Durchlauferhitzer und Boiler.
Eine weitere Option für die Bereitstellung von Wärme durch die Sonne ist die Solarthermie-Anlage, die jedoch im Vergleich zur Photovoltaik an Bedeutung verliert. Denn Solarstrom (Photovoltaik) ist vielseitiger einsetzbar, beispielsweise auch zum Laden von Elektroautos. Deshalb wird der vorhandene Platz auf dem Dach mittlerweile primär für Photovoltaikmodule genutzt.
Solarstrom fürs E-Auto
Das Elektroauto mit eigenem Solarstrom zu laden, erhöht nicht nur die Energieautarkie. Günstiger kann man nicht Auto fahren! Angesichts steigender Preise für fossile Brennstoffe und der zunehmenden CO2-Besteuerung wird die Kombination Photovoltaik und E-Auto immer attraktiver.
Auch wenn aktuell kein E-Auto vorhanden ist, lohnt es sich, das eigene Solarsystem so zu konfigurieren, dass spätere Ladestationen (Wallboxen) problemlos integriert werden können.
Mini-Windkraftanlage: Strom im Winter
Eine Kleinwindkraftanlage ist eine sinnvolle Ergänzung zur Photovoltaikanlage, besonders in den windstarken Jahreszeiten Herbst und Winter. Sie kann den Schlüssel zu einer nahezu 100%igen Energieautarkie darstellen, insbesondere in Bezug auf die Bereitstellung von Energie für Heizung und Warmwasser in den Monaten, in denen die Solaranlage weniger leistet.
Allerdings ist zu beachten, dass viele private Grundstücke als Standort nicht geeignet sind für eine Kleinwindanlage. In bebauten Gebieten ist der Wind oft zu schwach, um effizient Energie zu erzeugen. Eine sorgfältige Standortanalyse ist daher unerlässlich.
Was man bei einer privaten Kleinwindanlage beachten muss, erfährst du hier:
>> Windkraft für zuhause
Stromspeicher: ja oder nein?
Die Entscheidung für oder gegen einen Stromspeicher hängt von verschiedenen Faktoren ab. Mittlerweile werden die meisten Photovoltaikanlagen in Einfamilienhäusern zusammen mit einem Stromspeicher installiert, um die Autarkie zu erhöhen.
Bei der Auslegung des Stromspeichers ist es wichtig, nicht zu groß zu planen. Ein zu großer und damit teurer Speicher ist oft nicht wirtschaftlich. Ein Speicher sollte idealerweise so dimensioniert sein, dass er den Strombedarf für die Nachtstunden decken kann. Eine Kapazität von 7 kWh ist oft ausreichend, im Zweifel besser als eine überdimensionierte 12 kWh Lösung.
Wer jedoch vor allem auf Wirtschaftlichkeit und Energiekosten achtet, sollte in Erwägung ziehen, zunächst auf einen Stromspeicher zu verzichten und diesen eventuell später nachzurüsten. Besonders wenn der Solarstrom anderweitig genutzt werden kann, beispielsweise für eine Wärmepumpe oder das Laden eines E-Autos. In Zukunft werden mehr Autos mit bidirektionalem Laden angeboten, die dann als zusätzlicher Stromspeicher für das Haus dienen können.
Energie-Management = intelligente Steuerung
Ein Energie-Management-System ist ein entscheidender Baustein für die Erreichung eines hohen Autarkiegrades in deinem Haus. Es fungiert als das Gehirn des häuslichen Energiesystems und sorgt dafür, dass der selbst erzeugte Strom optimal genutzt wird.
Dieses System koordiniert die verschiedenen Komponenten wie Photovoltaikanlage, Stromspeicher und Wärmepumpe, um sicherzustellen, dass der Energiefluss bedarfsgerecht gesteuert wird.
Ein fortschrittliches Energie-Management-System kann sogar prognostizieren, wann Energie benötigt wird und wann Überschüsse vorhanden sind. Es ermöglicht eine intelligente Steuerung, beispielsweise das Laden eines Elektroautos oder das Betreiben von Haushaltsgeräten zu Zeiten, in denen viel Solarstrom zur Verfügung steht.
Die Flexibilität des Systems ist ebenfalls wichtig. Es sollte so konzipiert sein, dass es problemlos erweitert und mit neuen Technologien wie zusätzlichen Ladestationen für Elektroautos oder zukünftigen Energieerzeugungs- und Speicherlösungen kompatibel ist.
Ein effektives Energie-Management-System trägt nicht nur zur Steigerung der Autarkie bei, sondern hilft auch, die Energiekosten zu senken und den ökologischen Fußabdruck zu minimieren.
Heizmethoden
In der modernen Energieversorgung von Einfamilienhäusern spielt die Wärmepumpe eine zunehmend zentrale Rolle. Bis 2045 müssen alle Heizungen in Deutschland mit erneuerbaren Energien betrieben werden, was die Wärmepumpe zu einer attraktiven Option macht. Sie ist besonders effizient in Kombination mit einer Photovoltaikanlage, da sie den selbst erzeugten Strom nutzen kann.
Wärmepumpe
Die Wärmepumpe hat sich im Neubau als Standard etabliert. Bei Bestandsgebäuden hängt die Entscheidung für eine Wärmepumpe von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Energiebedarf des Hauses und der vorhandenen Dämmung.
In manchen Fällen kann es notwendig sein, die Heizkörper zu ersetzen, um die Wärmepumpe effizient nutzen zu können. Trotz höherer Anschaffungskosten im Vergleich zu Gasheizungen, ist die Wärmepumpe langfristig oft die wirtschaftlichere Lösung, insbesondere angesichts steigender Preise für fossile Brennstoffe.
Gastherme (Brennwertkessel)
Neue gesetzliche Vorgaben erfordern, dass neue Heizungen mindestens 65 % erneuerbare Energien nutzen. Dies bedeutet, dass reine Gaskessel oder Ölkessel in Zukunft keine Option mehr sind. Wenn dann nur in Form einer Hybridlösung, wie beispielsweise eine Kombination aus Gaskessel und Solarthermie oder Wärmepumpe.
Mit Wasserstoff kompatible Gasheizungen werden zwar diskutiert, sind aber aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit und hohen Kosten von grünem Wasserstoff noch keine weit verbreitete Lösung.
Pelletofen
Pellets, hergestellt aus Holzabfällen, sind ein nachwachsender Brennstoff und können eine umweltfreundliche Alternative zu fossilen Brennstoffen sein. Allerdings gibt es einige Aspekte zu beachten.
Die Logistik und Lagerung der Pellets erfordern einen trockenen Lagerraum und geeignete Zufahrtswege für die Anlieferung. Zudem muss die Asche, die bei der Verbrennung entsteht, regelmäßig entsorgt werden. Diese Faktoren können insbesondere in dicht bebauten Gebieten oder bei begrenztem Platzangebot eine Herausforderung darstellen.
Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Marktsituation. Der Markt für Pelletheizungen hat in den letzten Jahren Schwankungen erlebt, unter anderem aufgrund von Diskussionen um die Feinstaubemissionen und die Nachhaltigkeit der Pelletproduktion. Es ist wichtig, dass die Pellets aus nachhaltiger Waldwirtschaft stammen, um eine positive Ökobilanz zu gewährleisten.
Blick in die Zukunft: Solar-Wasserstoff-System
Die Energietechnik entwickelt sich stetig weiter, und es kommen immer neue Lösungen auf den Markt, die auch für das Eigenheim interessant sind. Eine dieser Innovationen sind Solar-Wasserstoff-Systeme.
Diese Systeme nutzen den selbst erzeugten Solarstrom als Überschuss im Sommer, um Wasserstoff für die Langzeitspeicherung zu erzeugen. Im Winter kann der gespeicherte Wasserstoff dann durch eine Brennstoffzelle zurück in Strom umgewandelt werden, um das Gebäude mit CO2-freiem Solarstrom zu versorgen.
Ein führendes Unternehmen in diesem Bereich ist HPS Home Power Solutions aus Berlin mit seinem Energiesystem „picea“. Diese Technologie befindet sich noch in einer frühen Phase und ist sehr teuer im Vergleich zu etablierten Heizungstechnologien. Zudem ist nicht klar, wie gut die Ökobilanz des Gesamtsystems ist.
Solar-Wasserstoff-Systeme könnten in Zukunft eine Schlüsselrolle in der autarken Energieversorgung von Einfamilienhäusern spielen, insbesondere als Lösung für die saisonale Energiespeicherung.
Fazit: Wie viel Autarkie im Haus ist möglich?
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Autarkie eines Hauses von vielen individuellen Faktoren abhängt. Eine pauschale Antwort auf die Frage, wie autark ein Einfamilienhaus sein kann, gibt es nicht.
Es ist ratsam, ein individuelles Konzept von einem unabhängigen Experten oder Systemanbieter erstellen zu lassen, das auf die spezifischen Bedingungen des Hauses und Bedürfnisse der Bewohner zugeschnitten ist.
Eine hundertprozentige Autarkie ist für die allermeisten Einfamilienhäuser weder praktisch noch aus Kostengründen ratsam. Dennoch kann bereits die Kombination aus Photovoltaikanlage und Stromspeicher einen hohen Autarkiegrad bei der Stromversorgung ermöglichen.
Bei der Heizung ist es bei Bestandsgebäuden wichtig, zunächst in die Dämmung zu investieren, um den Heizbedarf zu minimieren. Nur so können möglichst hohe Autarkiegrade erreicht werden.
FAQ: wichtige Fragen und Antworten
Wie erreiche ich 100% Autarkie?
Wenn du dich zu 100% selbst mit Energie versorgen willst, dann musst du genug Energie übers ganze Jahr produzieren. Auch im Winter, wenn die Solaranlage nicht genug liefert. Diese Stromlücke kann theoretisch eine Kleinwindanlage schließen. Aber die meisten privaten Grundstücke in bebauten Gebieten haben zu schlechte Windverhältnisse für eine Mini-Windanlage. Lass dich nicht von unseriösen Anbietern über den Tisch ziehen, die das Gegenteil behaupten.
Was ist die entscheidende Voraussetzung für 100% Autarkie?
Entscheidende Voraussetzung für 100% Autarkie ist ein Standort, auf dem genug Solarenergie UND Windenergie vorhanden ist. Solaranlagen sind weniger problematisch, da die meisten Dächer genug Solarstrahlung erhalten. Der kritische Punkt ist das Windangebot an einem Standort. Du musst ein Grundstück in freier Lage haben, wo der Wind aus Hauptwindrichtung frei an strömen kann. Solche Grundstücke gibt es auf dem Land.
Mehr dazu in folgendem Fachbeitrag:
Maximale Selbstversorgung mit Photovoltaik und Kleinwindanlage
>> zum Beitrag
Ist man mit Photovoltaik autark bei Stromausfall?
Bei Stromausfall kann man den Strom der Solaranlage nutzen, sofern das eigene Energiesystem des Gebäudes dafür konfiguriert wurde. Man spricht hier von Ersatzstrom oder Notstrom.
Es gibt verschiedene Arten von Notstromsystem, die sich im Preis unterscheiden. Die einfachste Variante ist eine Steckdose am Stromspeicher. Aufwendiger ist der Aufbau eines kompletten Inselsystems, der das ganze Haus bei Blackout autark macht.
Mehr dazu in folgendem Fachbeitrag:
Bei Netzausfall Solar- und Kleinwindkraft nutzen: Autarke Insel mit Notstrom
>> zum Beitrag
