Es ist beinahe wie im Traum: Keine zehn Minuten Fahrzeit mit dem Auto tut sich vor den Toren von Linz ein grünes Paradies auf. Von der oberösterreichischen Landeshauptstadt kommend, am Kühreiterweg vorbei, führt uns der Weg nach Lichtenberg – einen Ort, der nicht nur hinsichtlich der Natur als perfekter Lebensraum erscheint, sondern auch wegen seiner Höhenlage ideal ist, um die Leistung einer 40 kWpeak-Photovoltaikanlage am Dach eines Einfamilienhauses vollends zur Geltung bringen zu lassen. Nicht zuletzt dankt es die Familie der Natur mit den Autos an der Steckdose.
Familie Zöchbauer ging schon seit jeher andere Wege: In ihrer Zahnarztpraxis setzte sie bereits auf innovative Behandlungsmethoden, als noch keiner davon sprach. Als technisch Interessierte und ökologisch Orientierte war man einer der Ersten, die hierzulande von der Elektromobilität überzeugt waren und zu den Tesla-Kunden der ersten Stunde zählten. Mit dem gerade im Entstehen befindlichen Einfamilienhaus in Lichtenberg nördlich von Linz prägen die Zöchbauers nun auch in Sachen erneuerbare Energiegewinnung und -versorgung einen Standard, der Vergleichbares sucht.
Den Strom aus erneuerbarer Energie selbst zu gewinnen, hatte für die Familie Zöchbauer von Anbeginn der Planung ihres Einfamilienhauses höchste Priorität. Mit Charly Binder, den die Bauherren bereits aus der Vergangenheit kannten, hatte man dafür den richtigen Experten an der Hand, um das Unterfangen auf höchstem Niveau umsetzen zu können. Schließlich bedarf es zur Abwicklung derartiger Projekte eines Quäntchens mehr an Know-how als nur ein paar Photovoltaik-Module aufs Dach zu schrauben – das können andere auch.
Eine Idylle vor den Toren von Linz: Familie Zöchbauer ließ in Lichtenberg ihr Einfamilienhaus errichten – ein Lokalaugenschein während der Bauphase. Die 40 kWpeak-Photovoltaikanlage am Dach des Einfamilienhauses kommt auf rund 700 m Höhe – dank mehr oder weniger nebelfreier Bedingungen – vollends zur Geltung.
Binder, der sich mit seinem Zweimann-Betrieb S&K-Technik mit Sitz in Engerwitzdorf zur Gänze der Gebäudeautomation verschrieben hat, streicht vor allem die »Verfeinerung von Heizungsanlagen« als sein Spezialgebiet hervor: „Bei uns gibt es keine Lösung von der Stange – wir richten uns bei der Umsetzung ganz nach den Wünschen der Kunden“, so Binder, der mit seiner Elektrokonzession damit ein wenig in fremden Gewässern zu fischen scheint. „Ganz und gar nicht“, erwidert er daraufhin angesprochen – schließlich arbeite er mit Gas-Wasser- Heizungstechnik- sowie mit anderen Elektrounternehmen eng zusammen. Jeder der Betriebe habe dabei sein Spezialgebiet, meint Binder. Seines sei eben, die verschiedenen Bereiche perfekt zusammenzufügen, damit sie wie Zahnräder ineinandergreifen und ein großes Ganzes bzw. Sinnvolles ergeben und den Kunden eine Gebäudelösung an die Hand geben, die Energie und damit auch Geld spart.
Entspannung vor der Haustür
Am Platz des ehemaligen Dorfwirtshauses von Lichtenberg, das bereits vor geraumer Zeit seine Pforten geschlossen hatte, entstand eine grüne Oase mit einem Schwimmteich als Synonym für einen Ort der Zurückgezogenheit. Das Einfamilienhaus selbst wurde auf einer kleinen Anhöhe oberhalb des Teiches errichtet und gibt von den Wohnräumen den Blick frei auf die Idylle des Naturgartens. Freude bereitet der Familie aber künftig zweifelsohne auch der rund 30 m2 große Weinkeller, der komplett neu aufgemauert wurde. Kein allzu leichtes Unterfangen – schließlich trifft man jene Handwerker, die ein derartiges Gewölbe noch errichten können, nicht mehr an jeder Straßenkreuzung an.
Die beiden Wechselrichter vom Typ Symo des österreichischen Herstellers Fronius machen den Strom aus den PV-Modulen erst nutzbar.
Das zweistöckige Haus mit ausgebautem Dachgeschoss bietet den Bauherrn rund 360 m2 Wohnfläche. Die angrenzende Garage in Holzbauweise verfügt über genügend Platz für zwei PKWs und die dafür notwendige Technik. Genauer gesagt: Im Nebengebäude treffen wir nicht nur auf US-amerikanische Technik aus dem Hause Tesla, sondern auch auf Hightech »made in Austria« – genauer gesagt aus Oberösterreich. Denn das war den Zöchbauers wichtig – sie wollten dort auf österreichische Qualität zurückgreifen, wo sie verfügbar ist. Mit den beiden Wechselrichtern von Fronius vom Typ Symo 15.0-3-M und Symo 20.0-3-M, die den Strom aus den PV-Modulen erst nutzbar machen, haben sie sich aber nicht nur ein Stück Österreich ins Haus geholt, sondern auch hochinnovative Technik, die ein effektives Zusammenwirken mit dem Stromnetz gewährleistet.
Die Sonne als Energiequelle
Trotzdem der Flächenwidmungsplan nur eine Ost-West-Ausrichtung des Hauses zuließ, stand die Photovoltaikanlage nie zur Diskussion. „Dann musste eben alles für diese Voraussetzungen ausgelegt werden – die Familie ließ sich nicht davon abbringen. Und wie es sich nun herausgestellt hat, war das überhaupt kein Fehler. Im Gegenteil – die Anlage liefert von Früh bis Abend Strom“, erzählt Binder und merkt dabei auch an, dass der Bauherr nicht nur von Beginn an den technischen Durchblick hatte, sondern auch des Öfteren selbst Hand anlegte, wenn es notwendig war.
Einzig bei der Größe der Photovoltaikanlage sollten Abstriche gemacht werden. Denn die ursprünglich anvisierten 50 kWpeak mussten aus Platzmangel am Dach des Gebäudes und der Garage auf knapp 40 kWpeak reduziert werden. Apropos Werte: „Das zuständige EVU stellt dem Bauherren im Rahmen des Strombezugsrechts 63 A zur Verfügung – ein stolzer Wert, der alleine durch die Projektgröße zustande kommt“, so Binder.
Ausgelegt und berechnet wurde die Photovoltaikanlage vom Elektrogroßhandelsunternehmen Stara und seiner Niederlassung in Linz. Federführend dabei waren Herman Kaus und Mario Fetz. Die Wahl fiel schließlich auf monokristalline Photovoltaikmodule von Winaico vom Typ WSP-M6 PERC 3BB Full Black 295Wp: 96 Module am Hauptgebäude, die in Summe 28,3 kW produzieren und 56 Module, die am Flachdach der Garage für 10,6 kW sorgen, wurden mit Befestigungssystemen von Schletter an den beiden Dächern fixiert. Schutz findet die Anlage darüber hinaus in Form von Überspannungsableitern, die vom Verteilerbau von Stara Linz in einer Box anwenderfreundlich platziert wurden.
Doch was wären Hightech-PV-Module am Dach, innovative Wechselrichter im Technikbereich und ein Tesla in der Garage ohne eine Gebäudesteuerung, die dafür verantwortlich ist, die Fäden in den verschiedenen Bereichen des Gebäudes zu ziehen? »Eigenverbrauchsoptimierung« lautet dabei das Zauberwort – ein Fall für Smartfox, einer intelligenten Technologie, die überschüssige Energie an Verbraucher automatisch weiterleitet. Schließlich sollen die Investitionen der 40 kW-Photovoltaikanlage der Familie zugutekommen und nicht dem Elektroversorgungsunternehmen.
Leider ist man viel zu selten zu Hause, wenn die Sonne vollends zur Geltung kommt – also müssen unabhängig von den Personen, die in einem Haus leben, ausgewählte Verbraucher tagsüber ihren Dienst antreten, damit der Nutzen eines Einfamilienhauses auf die Spitze getrieben werden kann. Dass die Waschmaschine dabei der völlig falsche Verbraucher ist, braucht man heute wohl gar nicht mehr zu erwähnen. Niemand will die zerknitterte Wäsche abends aus der Maschine holen, nur weil es aus Gründen des Energieverbrauches sinnvoll wäre, sie tagsüber laufen zu lassen – dafür gibt es jedoch andere Verbraucher, bei denen es sehr wohl Sinn macht: wie etwa die Heizung – doch dazu später.
Wenn’s easy auch geht …
Binder, der als Experte für Gebäudeautomatisierung gilt, empfahl den Bauherrn, die Steuerung möglichst offen und flexibel zu halten – das KNX-System mit seinen derzeit 370 Herstellern weltweit war da wohl am Naheliegendsten: „Wir wollten auch für die Zukunft für alle Möglichkeiten offen sein und haben uns deswegen für den KNX-Standard entschieden“, so Binder. Da der Bauherr den Wunsch hatte, gegebenenfalls selbst in die Steuerung eingreifen zu können, fiel die Wahl auf »easy« von Hager. Eine Entscheidung, die auch Charly Binder zugute kam. Denn durch den Einsatz der easy benötigt man auch als Elektrotechniker weniger Zeit, Know-how und Kostenaufwand als bei klassischen ETS-programmierten KNX-Installationen: „Wenn ich das Projekt mit Hilfe des herkömmlichen KNX-Programmes – der ETS – adaptiert hätte, wäre das viel zeitintensiver gewesen. Mit der easy habe ich einen Bruchteil der üblichen Zeit für die Programmierung gebraucht“, ließ uns Binder wissen. Doch damit nicht genug: „Durch den Einsatz der easy war auch die Verbindung zur Gebäudevisualisierung »do- movea« von Hager ein Leichtes“, ergänzt Herman Kaus die Gründe, weshalb es für die Protagonisten tatsächlich so »easy« war. Diesen Vorteil kann uns auch der zuständige technische Außendienstmitarbeiter von Hager, Michael Keplinger, nur bestätigen: „Zum einen ist die Programmierung mit easy wesentlich einfacher als mit der ETS und zum anderen wird im Falle einer ordnungsgemäßen Programmierung seitens des Elektrotechnikers die Visualisierung im Hintergrund mit hochgezogen, ohne dass man eine Unmenge an weiteren Schritten setzen muss.“ Im Verteiler des Einfamilienhauses ist ein Server positioniert, mit dem die User im Gebäude über LAN oder WLAN, oder nach Wunsch und Bedarf aus der Ferne, über das Internet in Kommunikation stehen.
„Im Falle des hier vorliegenden Projektes ist das System ein in sich geschlossenes – also mit einem Intranet gleichzusetzen, wodurch es zu keinem Zugriff von außen kommen kann. Sollte der Bauherr in der Zukunft den Wunsch haben, aus der Ferne zuzugreifen, so gibt es dafür gesicherte Varianten, die jedoch von Experten eingerichtet werden müssen“, gibt uns Keplinger zu verstehen. Neben der einfachen und übersichtlichen Bedienung aller Verbraucher mit Hilfe der Visualisierung bekommen die Hausbewohner im Falle des Falles auch Fehlermeldungen auf ihr Smartphone bzw. auf das Tablet geschickt: „Diese Funktion ist vor allem für den Betrieb der PV-Anlage von Vorteil, weil man dann immer weiß, was passiert ist und wie man bei einer Störung vorgehen kann“, lässt uns Binder wissen.
Easy macht es den Beteiligten aber nicht nur hinsichtlich der Programmierung einfach – die Systemgrenzen sind mit 510 Busteilnehmern (255 mittels Twisted-Pair-Verkabelung und weitere 255 per Funk) schier unbegrenzt. Die Einschätzung wirkt im ersten Moment zwar etwas überzogen – aber spätestens wenn man weiß, dass ein Busteilnehmer bis zu 20 Lichtkanäle schalten kann, erkennt man, welche Möglichkeiten sich hier auftun.
»Die Technikzentrale ist nicht nur das Herz jedes Hauses, sondern auch das Hirn jedes Smart Homes. Hier sitzen die easy-Aktoren, die Steuerungsbefehle in Aktionen umwandeln. Befehlsgeber sind die Sensoren an der Wand«, heißt es auf der Website des Herstellers – und treffender kann man es wohl nicht formulieren. Die intelligente Haussteuerung zieht die Fäden in mehreren Bereichen: Neben der Heizung gibt easy nun auch in der Beleuchtung, der Beschattung (Raffstore und Rollläden), der Sicherheit (Türkontakte sorgen für eine Alarmfunktion) und für die »Zentral-Aus-Funktion« beim Verlassen des Gebäudes den Ton an. Während die KNX-Sensorik hinter den Berker-Schaltern vom Typ S1 in der Farbe Polarweiß-matt wie jeder andere Lichtschalter bedient werden kann, steht den Hausherren darüber hinaus die Visualisierung und Steuerung über die Hager-App für Smartphone und Tablet zur Verfügung.
Die Steuerung zieht die Fäden
In Summe 32 Dimmkanäle sorgen im gesamten Haus für eine stets steuerbare Beleuchtung. Nur wenige Räume lassen sich auf konventionelle Art bloß ein- und ausschalten – der Großteil der Leuchten ist dimmbar. Eine der beiden Wetterstationen aus der easy-Modellreihe am Dach des Gebäudes gibt die aktuellen Außenbedingungen an das System weiter, das die Werte wiederum für den Betrieb heranzieht. „Setzt die Dämmerung ein, so fährt die Beschattung ohne Zutun der Bewohner hinunter. Klar, dass man manuell jederzeit »gegensteuern« kann“, nimmt Binder die Angst vor dem Ausgeliefertsein. Wer diese Art von Bedenken hat, sollte sich allerdings bewusst machen, welche Möglichkeiten eine Anlage wie diese schafft. Möglichkeiten, die auf konventionelle Art kaum umsetzbar wären: „Die Hausherren betrachten die Rollläden auch als Schutz vor dem Wetter. Denn die Beschattung wird auch heruntergefahren, wenn es zu Niederschlägen kommt“, so Binder. Während die eine Wetterstation somit die Rollläden steuert, füttert die zweite wiederum die Jalousie-Aktoren mit Infos: „Jalousien und Rollläden erfordern unterschiedliche Parameter, weshalb eine Wetterstation alleine in diesem Fall nicht ausreichte“, stellt Binder den höheren Aufwand klar. Der Automatisierungsexperte weiß aber vor allem auch um die praktischen Situationen – so melden etwa Kontakte, wenn eine Türe geöffnet ist, sodass auch die Beschattung in jenem Bereich nicht aktiviert und die Heizung in der betreffenden Zone hinuntergeregelt wird.
KNX-fähige Bewegungs- und Präsenzmelder von Berker – passend zur Schalterserie S1 – auf der Toilette, im Badezimmer, im Flur und in der Garage sorgen dafür, dass in den betreffenden Bereichen tatsächlich nur dann das Licht angeht, wenn eine Person anwesend ist.
Made in Austria: Die mobile Ladeeinheit NRGkick der Dini-Tech GmbH lässt die Wallbox in das Ladekabel wandern.
Fein eingeheizt
Wenn es um Eigenverbrauchsoptimierung geht, dann kommt für Charly Binder vor allem die Heizung ins Treffen. Mehrere in Zonen aufgeteilte Elektropatronen mit einer Leistung von in Summe 16 kW sorgen im 2.000 l fassenden Pufferspeicher für das Warmwasser, das wiederum für die Fußbodenheizung und das Frischwassermodul (aus hygienischen Gründen voneinander getrennt) herangezogen wird. „Und genau hier kommt die PV-Anlage zum Zug – vom Regler UVR16x2 der Technischen Alternative gesteuert, liefert sie den Strom an die Elektropatronen zu Zeiten, zu denen sonst kaum ein anderer Verbraucher aktiv ist und erhöht somit den Eigenverbrauch.“ Sollten die Photovoltaik-Module am Dach das Haus wetterbedingt mal mit weniger Strom versorgen, so haben die Hausbewohner die Möglichkeit, anderwärtig auf die Natur zurückzugreifen: „In diesem Fall steht ein wassergeführter Kaminofen zur Verfügung, in dem man mit Holz als Brennstoff das Wasser im Kreislauf und damit auch im Puffer aufheizen kann“, gibt uns Binder zu verstehen. Wie hoch der Eigenverbrauch letztlich sein wird, bekommt der Bauherr ab der Inbetriebnahme protokolliert: „Wir können es jetzt noch nicht in Zahlen fassen – aber so sehr wie in diesem Projekt haben wir die Eigenverbrauchsoptimierungs-Möglichkeiten noch nie ausgereizt“, betont Binder abschließend.
Übrigens, für den Stromspeicher ist in technischer Hinsicht bereits alles vorbereitet – noch überzeugen die am Markt verfügbaren Systeme den Bauherrn hinsichtlich der Kosten-Nutzen-Rechnung nicht. Kommt Zeit, kommt Rat – bis dahin nutzt er die überschüssige Energie aus seiner PV-Anlage für das Laden seiner beiden Elektrofahrzeuge. Und zwar einmal mehr mit einer Technologie aus Österreich: NRGkick heißt die mobile Ladeeinheit und soll eine Wallbox ersetzen …
von Thomas Buchbauer
Faktencheck
Die wesentlichen Komponenten
- Smart Home – easy gemacht: KNX easy von Hager macht die Realisierung des intelligenten Zuhauses so leicht wie nie zuvor. Denn diese einfache KNX-Lösung erfordert weder den Einsatz der komplexen ETS-Software noch aufwändige Schulungen.
- Fronius Symo 15.0-3-M und Symo 20.0-3-M: Mit seinen Leistungsklassen von 3,0 bis 20,0 kW ist der trafolose Fronius Symo der dreiphasige Wechselrichter für jede Anlagengröße. Durch die hohe Systemspannung, den breiten Eingangsspannungsbereich und die zwei MPP-Tracker ist die maximale Flexibilität bei der Anlagenauslegung gewährleistet. Die serienmäßige Anbindung an das Internet per WLAN oder Ethernet sowie die einfache Integration von Drittanbieter-Komponenten machen den Fronius Symo zu einem der kommunikativsten Wechselrichter am Markt.
- Solarstrom auch bei schwachem Licht: Die Winaico-Hochleistungs-Photovoltaikmodule sind mit jeweils 60 hocheffizienten kristallinen 156,75 x 156,75 mm-Solarzellen ausgestattet und erzielen durch den Einsatz von hochwertigem Halbleitersilizium hervorragende Energieerträge. Mit Wirkungsgraden von bis zu 18 % und einer Nennleistung von 290 – 300 Wp garantieren sie eine optimale Flächenausnutzung und einen hohen Jahresenergieertrag.
- Einstellbarer Ladestrom: Die mobile Ladeeinheit NRGkick erweitert die Auflademöglichkeiten für Elektrofahrzeuge weit über öffentliche Ladestationen hinaus – damit wandert die Wallbox in das Ladekabel. Mit NRGkick lässt sich der Ladestrom auf Knopfdruck flexibel einstellen. Fünf verschiedene Werte – 10, 13, 16, 24 und 32 Ampere – stehen zur Verfügung. NRGkick lässt sich über das Smartphone steuern, womit sogar eine stufenlose Verstellung möglich ist. Auf diese Weise kann man jede Steckdose in ihrer vollen Leistungsfähigkeit nutzen oder auch die Ladeleistung auf einen gewünschten Wert begrenzen – heißt es von Seiten des Herstellers. Übrigens, NRGkick wird in Österreich entwickelt und hergestellt.
Die Protagonisten im Rahmen unserer Recherche: Karl-Heinz (Charly) Binder von S&K-Technik, Bauherr DDr. Bernhard Zöchbauer, Herman Kaus und Mario Fetz vom Elektrogroßhandelsunternehmen Stara sowie Michael Keplinger, technischer Außendienstmitarbeiter bei Hager (v.l.n.r.).