Ein Nullenergiehaus (ZEH) produziert so viel Energie, wie es über ein Jahr verbraucht. Dies lässt sich nur durch energieeffizientes Design und Praktiken in Verbindung mit energieerzeugenden Technologien erreichen.
Reduzierung des Energiebedarfs
Neben einem energiesparenden Lebensstil erfordert der Bau eines Null-Energie-Hauses energiebewusstes Design und energiebewusste Technik. „Bei allem kann es keine Kompromisse geben“, sagt Danny Parker, Principal Research Scientist am Florida Solar Energy Center. Die Ausrichtung und Gestaltung des Hauses sind ebenso wichtig wie die Photovoltaik-Paneele zur Energiegewinnung.
Die Reduzierung des Energiebedarfs eines Hauses ist der wichtigste erste Schritt auf dem Weg zu einem Nullenergiehaus. „Die zentrale Frage lautet: ‚Wie reduziere ich die Belastungen im Gebäude so gering wie möglich?‘“, sagt Parker. Die Antwort wird regional unterschiedlich sein, da die Art dieses Energiebedarfs stark vom Klima abhängt. Ein Haus in Minnesota wird mit einem erheblichen Heizbedarf konfrontiert sein, während eines in Florida den größten Teil seiner Energie für die Kühlung des Hauses verbraucht. "Sie müssen alle regionalen Tricks herausziehen", sagt Parker.
Zu diesem Zweck kann die Planung und Implementierung eines energieeffizienten HLK-Systems die Energielasten um bis zu 80 Prozent reduzieren. Bei einem Haus in Florida reduziert die Verwendung von hellen Dachziegeln und spektralselektiven Fenstern die Wärmelast des Gebäudes und damit den Bedarf des Kühlsystems. Auch intern senken Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner und andere Geräte mit dem Energy Star den Energieverbrauch im Haushalt.
Energie für zu Hause produzieren
Wenn ein Haus möglichst energieeffizient geplant, gebaut oder nachgerüstet wird, ist der zweite Schritt der Einsatz von energieerzeugenden Technologien, beginnend mit der Sonne. Die Solarthermie nutzt die Sonne, um Material zu erhitzen, das dann zur späteren Verwendung thermisch gespeichert wird. Diese Technologie umfasst Warmwassersysteme. Solarthermische Systeme sind kostengünstige Solarlösungen und kosten weitaus weniger als ihre Photovoltaik (PV) Pendants. „Solarthermie geht nicht in die vier- oder fünfstelligen Kosten, wie dies bei PV der Fall ist“, sagt Tim Merrigan, Senior Program Manager beim National Renewable Energy Laboratory.
Sobald ein Haus energieeffizient und mit solarthermischer Wasser- und Wärmesammlung ausgestattet ist, fügt die PV-Technologie die stromerzeugende Komponente hinzu, die dazu beiträgt, die Energiebilanz auf Null zu bringen. Die PV-Technologie nutzt die Kraft der Sonne, um Strom zu erzeugen, der als Gleichstrom (DC) gesammelt und entweder zur Gutschrift in das Stromnetz eingespeist oder an einen Wechselrichter im Haus zur Verwendung als Haushalts-Wechselstrom übertragen wird.
In beiden Fällen wird überschüssige Energie in der Regel an das Versorgungsunternehmen zurückgesendet, um andere Haushalte mit Strom zu versorgen, und wird dem Verbrauch des Energieerzeugers gutgeschrieben. Bundes- und staatliche Anreize können den Preis dieser Systeme senken, und Bauherren, Auftragnehmern und Hausbesitzern stehen Ressourcen zur Verfügung, um zu bestimmen, wie groß ein System sein wird, um die erforderliche Energiemenge für das Haus zu erzeugen.
Überwachung des Energieverbrauchs
Die Aufrechterhaltung eines Null-Energie-Haushalts erfordert ein Bekenntnis zu einem Null-Energie-Lebensstil. Parker vergleicht den ZEH mit einem Hybridauto: Ein Hybridauto ist darauf ausgelegt, eine bemerkenswert hohe Laufleistung zu erzielen, aber verantwortungsloses Fahren führt zu einer durchschnittlichen oder schlechten Laufleistung. ZEH-Besitzer müssen den Energieverbrauch jederzeit überwachen und energetische Entscheidungen treffen. Energieüberwachungsgeräte ermöglichen es Hausbesitzern, den Energieverbrauch im Haus in Echtzeit zu überwachen und ineffiziente Energiefresser auszumerzen. „Man macht sich wirklich Sorgen um das Watt“, sagt Parker und „wie man jedes einzelne eliminiert“. Überwachungsgeräte lassen Hausbesitzer den tatsächlichen Energieverbrauch erkennen und können sie zu Effizienzänderungen wie der Installation von Kompaktleuchtstofflampen oder dem Kauf von Geräten mit Berücksichtigung der Wattleistung inspirieren.
Um den Energieverbrauch möglichst nahe bei Null zu halten, sollten Hausbesitzer die durchschnittliche Tagesproduktion ihrer Anlage in Kilowattstunden (kWh) berechnen. Parker rät dazu, die Methode des Florida Solar Energy Center zur Berechnung der täglichen Energieproduktion zu verwenden. „Man nimmt die kW-Leistung des Systems und multipliziert sie mit 4“, sagt Parker. „Damit erhalten Sie die kWh pro Tag, die die Anlage voraussichtlich produzieren kann.“
Parker schlägt Hausbesitzern vor, 3,5 oder 3 für die bewölkteren pazifischen Nordweststaaten und 4,5 oder 5 für die sonnigeren Südweststaaten zu verwenden. Passen Sie dann den täglichen Energieverbrauch an die tägliche Energieproduktion an, um das Haus bei Nullenergie zu halten.
Prognose für Nullenergiehäuser
„Die Wahrheit ist, dass es weit weniger echte Nullenergiehäuser gibt, als die Leute denken“, sagt Parker. In den meisten Fällen ist es zutreffender, „Energie nahe Null“ zu sagen. „Häuser in Kalifornien werden zu 50, 60 und sogar 70 Prozent auf Nullenergie“, sagt Merrigan senkt die Kosten und die Anreize von Bund und Ländern steigen.
Selbst mit billiger Technologie und anreizreduzierten Kosten werden jedoch in einigen Teilen des Landes gebaute Häuser aufgrund der geringen kWh-pro Tag-Messung nur begrenzt von der Ergänzung durch Solartechnologie profitieren. Darüber hinaus weist der Trend in bestimmten Bereichen der Heimindustrie – insbesondere Home-Entertainment und Home-Office – auf die Popularität von Technologien hin, die den Energieverbrauch erhöhen, eher senken. „Jeder will den 50-Zoll-Flachbild-Plasma-TV“, sagt Parker, „aber keiner denkt daran, dass er 400-500 Watt verbraucht.“
Anleger in ein Nullenergiehaus sollten sich auch vor der Amortisationsfalle hüten. „Die Leute fragen immer nach einer Rückzahlung“, sagt Merrigan. „Sie sollten denken, dass dies ein Upgrade ist – eine Investition – genau wie die Modernisierung eines beliebigen Teils des Hauses.“ Wie die Fertigstellung eines Kellers, das Hinzufügen eines Badezimmers oder die Installation eines Pools ist eine zusätzliche Investition in ein Haus, das sich der Nullenergie nähert oder erreicht, eine Investition, die mit der Zeit zunehmen wird. „Den Wert, den Sie in das Haus legen, erhalten Sie zurück“, fügt Merrigan hinzu.