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Die Heizung der Zukunft: Umweltfreundlich heizen mit natürlichen Wärmequellen
29.04.2021, 11:00:00
Inhalt
- Photovoltaik oder Solarthermie: Was ist der Unterschied?
- Natürliche Wärmequelle Geothermie
- Wärmequelle Erdwärme: Heizung der Zukunft?
- Hybridheizung: Wärmequellen-Kombinationen im Überblick
Umweltfreundliches Heizen – da denkt man an erneuerbare Energien und an nachwachsende Rohstoffe. Doch die Heizung der Zukunft ist nicht einfach nur eine Verbrennungsanlage bei der allein der Brennstoff für das Prädikat Umweltfreundlichkeit entscheidend ist. Moderne Heizsysteme sind konzipiert, um einen maximalen Energiegewinn mit minimalen Emissionswerten zu realisieren. Dafür werden natürliche Wärmequellen immer wichtiger.
Aber auch an die Grundlagen muss gedacht werden. Die beste Heizung der Zukunft nützt wenig, wenn die gewonnene Wärme direkt verloren geht. Wichtig ist daher, dass ein Eigenheim immer auch energetisch gedämmt wird, um so Wärmeverluste am Haus vermeiden zu können.
Photovoltaik oder Solarthermie: Was ist der Unterschied?
Eine Photovoltaik-Anlage dient als Basismodul zur Stromgewinnung aus Sonnenenergie. Dabei lassen die auftreffenden Photonen der Sonne ein Spannungsungleichgewicht in den polar unterschiedlichen Siliziumschichten ein elektrisches Feld entstehen. Der Strom wird dann über Kontakte geleitet. Überschüssige Energie kann bei zeitgemäßen Anlagen direkt zur Unterstützung der Heizung eingesetzt werden.
Bei einer Solarthermie-Anlage hingegen liegt der Fokus auf der Energiegewinnung für das Beheizen des Hauses. Entsprechende Solarflüssigkeit wird dabei durch den Wärmekreislauf geleitet und an den Wärmespeicher des Heizsystems weitergegeben. Über einen Pufferspeicher kann ein Plus an Wärme auch für die Wasseraufbereitung jenseits der Heizung gespeichert werden und so an Kosten gespart werden.
Für den privaten Gebrauch ist eine Solarthermie eher reizvoll, da es im Rahmen der Nachhaltigkeitsbestrebungen der EU hier Fördermöglichkeiten für die Anschaffung gibt. Photovoltaik wird allerdings nicht mehr gefördert und auch für die Vergütung der Einspeisung in den Stromkreislauf gibt es keine Festpreise mehr. Daher ist die Anschaffung entsprechend teuer. Lohnenswert kann sie aber dennoch sein. Wenn beispielsweise die alte Nachtspeicherheizung als zusätzlicher Energiespeicher verwendet wird, kann man effektiv Strom speichern und Heizen in einem. Da die notwendige Energie komplett in Eigenregie gewonnen wird und beim Heizen keine Emissionen im Sinne der Verbrennung entstehen, wäre dies eine Möglichkeit, komplett CO2-neutral zu heizen. So lassen sich Heizung und Umweltschutz vereinbaren.
Nun kann es zeitweise zu sonnenarmen Phasen kommen, währenddessen der alleinige Betrieb der Heizanlage über die Solaranlage schwierig wird. Es muss also eine zweite Wärmequelle hinzugezogen werden. Hier können aber Komfort und Effizienz verbunden werden. Ein entspannendes Feuer im Wohnzimmer kann die Rettung sein. Hersteller wie MCZ bieten mit Modellen wie dem Pelletofen Clio Hydro wasserführende Pelletofen an. Der Ofen funktioniert hier wie die Solarthermie, indem er die entstandene Hitze der Flammen an den Warmwasserspeicher abgibt. Pellets sind dabei nicht nur ein nachwachsender Rohstoff, sondern verbrennen zudem klimaneutral vorausgesetzt die relative Feuchte des Holzes ist gering.
Natürliche Wärmequelle Geothermie
Der flüssige Erdkern unseres Planeten ist um die 5000 °C heiß und stellt damit eine unvergleichliche natürliche Wärmequelle dar, die es zu nutzen gilt. Die massive Hitze durchdringt die verschiedenen Erdschichten und ist auch vergleichbar nah unter der Erdkruste noch respektabel.
Für zumeist industrielle Zwecke wird über Tiefenbohrungen auf heiße Wasserreservoire oder Dampfvorkommen in bis zu 400 km Tiefe zugegriffen. Man spricht hier von hydrothermaler Geothermie. Aufgrund des Aufwandes und seltener Vorkommen in Deutschland ist diese Methode aber kaum bis gar nicht wirtschaftlich. Lohnenswert ist dagegen die sogenannte oberflächennahe Geothermie. Hierbei kann die Wärme des Erdreichs individuell für Häuser als primäre Heizquelle genutzt werden. Doch wie funktioniert Erdwärme als natürliche Wärmequelle?
Wärmequelle Erdwärme: Heizung der Zukunft?
Da aufgrund der Hitze des Erdkerns auch in vergleichbar niedriger Tiefe eine konstante Temperatur herrscht, kann diese nutzbar gemacht werden. Dafür wird auf dem Grundstück eine Bohrung von etwa 50 – 150 Metern Tiefe vorgenommen und sogenannte Erdwärmesonden in den Boden eingebracht. Diese leiten Solelösung in den Boden. Dort wird diese erwärmt und anschließend durch eine im Haus befindliche Wärmepumpe nach oben befördert. Je nach Beschaffenheit des Areals können dabei eine einfache Sonde, Flächenkollektoren oder eine Anlage zur direkten Nutzung des Grundwassers eingesetzt werden.
Für das Nachrüsten von alten Heizsystemen eignet sich eine Wärmepumpe mit Erdwärme deshalb, weil sie an ein bestehendes Rohrsystem angeschlossen werden kann. Alte Heizkörper müssen nicht ausgetauscht werden, sondern können im Sinne der Nachhaltigkeit weiterhin genutzt werden. Doch ist eine Erdwärmeanlage das Heizsystem der Zukunft und umweltfreundlich? Für den Betrieb wird lediglich Strom für den Betrieb der Pumpvorrichtung benötigt. Es besteht keine Abhängigkeit von externen Lieferanten und Brennstoffen. Dazu entstehen im Alltag keine Emissionen, da es sich um einen geschlossenen Kreislauf handelt. Statisch betrachtet ist der Einbau minimal invasiv, zumal der Sondenschacht zusätzlich verfüllt wird.
- Nutzung der Bodentemperatur zur Kühlung im Sommer
- Unabhängigkeit von Brennstoffen und Preisschwankungen
- Keine Notwendigkeit für Lager wie Gastanks
- Keine Brandgefahr wegen Explosion etc.
- Keine Kosten für Schornsteinfeger und Abnahme
- Förderung durch die BAFA
Mit einer Wärmepumpe können natürliche Wärmequellen allerdings umfänglicher zur Wärmeerzeugung genutzt werden. Als alternative Wärmequelle kann die Luftwärmepumpe genutzt werden. Die Installation einer solchen Anlage ist im Vergleich am günstigsten. Sie kühlt mit einem Ventilator und Verdampfer die Außenluft ab und speist die Wärmedifferenz als Energie in den Heizkreislauf. Dabei sind Luftwärmepumpen im Betrieb effizienter als ihr Ruf und verbrauchen nicht übermäßig viel Strom. Eine Kombination mit einer Solaranlage für den Betrieb kann diese Kosten zusätzlich dämpfen.
Hybridheizung: Wärmequellen-Kombinationen im Überblick
Die Wahl der Wärmequellen sollte individuell entschieden werden und an die baulichen Gegebenheiten und das Baugrundstück angelehnt sein. Solarthermie, Luftwärmepumpen und wasserführende Kaminöfen können in der Regel problemlos nachgerüstet werden. Grundwasserpumpen und Erdreichkollektoren oder Erdsonden hingegen sollten bereits im Vorfeld eines Neubaus mit eingeplant werden. Insbesondere Niedrigenergie- oder Passivhäusern können autark mit alternativen Energiequellen beheizt werden. Ältere Häuser hingegen, die bereits über eine Heizanlage wie einen Heizkessel verfügen, sollten um weitere passende Wärmequellen ergänzt werden.
Vor allem die eingangs erwähnte Kombination von Solarthermie und Photovoltaik scheint sowohl sinn- als auch reizvoll. Um die Energie effizient nutzen zu können, ist es aber unbedingt notwendig, die unterschiedlichen Technologien zu verstehen und abzuwägen. Naturgemäß profitiert eine Solarthermieanlage von höheren Temperaturen, da sich das Wasser in den Leitungen quasi von allein aufwärmt. Photovoltaikanlagen erreichen ihr Optimum allerdings zwischen 20 und 25 °C. Um eine Fehlauslastung zu verhindern, ist ein effektiver Wasserspeicher unerlässlich und sollte bei der Planung der zukünftigen Heizanlage bedacht werden. Eine Wärmepumpe kann mit einer Solarthermieanlage verbunden werden, um die überschüssige Wärme während der heißen Sommermonate zur Kühlung des Hauses als Energielieferant zu nutzen.
Es ist möglich, zwei, drei oder auch vier Wärmeerzeuger in einem Hybrid-Heizsystem zu kombinieren. Der Vorteil dieser Heiztechnik liegt darin, dass der Großteil der Wärmeenergie aus erneuerbaren Energien gewonnen werden kann und bei Bedarf sich der konventionelle Heizkessel zuschaltet. Dabei können wasserführende und kanalisierbare Feuerstätten und Heizkessel mit natürlicher Stromgewinnung aus Luft-, Wasser- oder Windenergie kombiniert werden und sich so gegenseitig unterstützen, um die Autarkie des häuslichen Heizbetriebs zu sichern. Fossile Brennstoffe sind knapp und schaden der Umwelt, daher steigen immer mehr Hauseigentümer auf erneuerbare Energien um. Bereits jetzt gibt es Heizsysteme, die alternative Wärmequellen miteinander kombinieren, um auf konventionelle Heizsysteme verzichten zu können.
Bei diesen vielen Möglichkeiten fällt die Entscheidung für ein geeignetes Heizsystem manchmal schwer. Bei ofen.de ist man immer gut Beraten. Unsere qualifizierten Fachberater stehen mit Rat und Tat zur Seite und finden für jede Wohnsituation das passende Heizsystem.
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