Projekt 12119/01

Solare Nahwärmeversorgung in Fellbach

Projektdurchführung

Stadtwerke Fellbach
Ringstr. 5
70736 Fellbach

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Große dachintegrierte Kollektorflächen wurden bisher aus einzelnen handelsüblichen Modulkollektoren zusammengesetzt. Die Kollektoren werden auf einer Unterkonstruktion (Sparren, Holzverschalung und Dichtbahn), dem Notdach, montiert und die horizontalen und vertikalen Zwischenräume abgedichtet. Die Kollektoren ersetzen die wasserdichte Dachhaut. Beim Kollektordach (System Solarroof) entfällt das Not-dach, in den vorgefertigten Dachelementen sind sowohl die tragende Dachkonstruktion (Sparren) als auch der Kollektoraufbau enthalten. Die Glasabdeckung der Elemente bildet die wasserdichte Dachhaut. Verglichen mit konventionellen dachintegrierten Feldern ergeben sich folgende Vorteile:
1. Kostenreduktion um 30 bis 40 %
2. Materialeinsparung, insbesondere durch Ersatz von energieintensiven Metallen durch Holz
3. Zuverlässige Dachabdichtung durch bewährte Technik aus dem Glasdachbau
4. Kurze Montagezeiten a. d. Baustelle, z. B. 100 m² konv. ca. 10 Tage, Kollektordach ca. 5 Tage
5. Geringerer Abstimmungsaufwand während der Planung
6. Verbesserung der Optik, Glasraster kann angepaßt werden
7. Ausnutzung d. Bruttodachfläche als effektive Kollektorfläche mit bis zu 90 % (konv. 70 - 85 %)Die Entwicklung des Kollektordachs wurde von der DBU gefördert. Das Kollektordach wird bei diesem Projekt erstmalig als vollwertiges Dach über bewohnten Räumen eingesetzt. Das Projekt soll zeigen, daß die Technik leistungsfähig und das Produkt ausgereift ist. Weiterhin soll die gute Integrierbarkeit in die Architektur demonstriert werden. Durch die Umsetzung des Projektes wird die Markteinführung von Solarenergie begünstigt und die Akzeptanz weiter verbessert.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Projekt gliedert sich in folgende Arbeitsschritte:
1. Dimensionierung der Anlage und Berechnung der Wärmelieferung, Vergleich mit konv. Systemen
2. Integration der Kollektorflächen in die Architektur des Gebäudes in Zusammenarbeit mit dem Architekten, Erarbeitung von Ausführungsdetails
3. Ausschreibung der Kollektorflächen an Fachfirmen, Kostenvergleiche mit bereits ausgeführten konventionellen dachintegrierten Feldern
4. Vergabe nach Preis-Leistungsverhältnis
5. Installation und Inbetriebnahme
6. Betriebsoptimierung
7. Messung der Wärmelieferung der Anlage u. Vergleich mit den berechn. Werten bei der Auslegung


Ergebnisse und Diskussion

Das Ausschreibungsergebnis Kollektordach liegt mit 413 DM/m²Kollektorfläche sehr günstig für Kollektorfelder in dieser Größenordnung (ca. 100 m²). Konventionelle Kollektordächer (auf einem Notdach montierte Standardflachkollektoren) kosten ca. 30 bis 40 % mehr. Gegenüber der Kostenschätzung ergibt sich eine Einsparung von 28 %. Die abgerechneten Kosten für das erste Dach (90 m² Kollektorfläche) betragen 409 DM/m² Kollektorfläche und liegen damit leicht unter dem Angebotspreis.
Die Montagezeit für das erste Dach mit 90 m² Kollektorfläche betrug insgesamt 5 Arbeitstage inkl. Verrohrung und Einblechung an Traufe First und Ortgängen. Die Elemente waren innerhalb von 2 Tagen auf dem Dach installiert, d.h. das Dach war nach 2 Tagen dicht. Ein konventionelles Sparrendach kann in dieser Zeit nicht aufgeschlagen werden. Das Kollektorfeld wurde um eine Dachgaube herumgebaut. Dies demonstriert eindrucksvoll die hohe Flexibilität des Systems bzgl. Rastermaße und die damit verbundene gute Integrierbarkeit in die Gebäudearchitektur. Die Optik wurde generell positiv bewertet.
Der Kostenrahmen im Förderantrag wurde eingehalten. Die Kosten für die zentrale Solaranlage mit 180 m² Kollektorfläche (bisher 90 m² installiert) wurden um knapp 1 % unterschritten, obwohl das Pufferspeichervolumen aufgrund der Einbindung in ein 2-Leiter-Wärmeverteilnetz von 7 m³ auf 9 m³ erhöht wurde. Die Kosten für die Kollektoranlage im Sonnensegel wurden um ca. 6 % überschritten. Dies ist auf den komplizierten Aufbau dieser Anlage mit hohen Anforderungen bzgl. Optik (z. B. alle Rohrleitungen von außen nicht sichtbar) zurückzuführen. Das Sonnensegel vereinigt Kunst und Technik in einem Bauwerk und dient als markantes Wegzeichen am Ortseingang von Fellbach, das für die Nutzung von Solarenergie wirbt. Im Rahmen des Monitoringprogramms wurde der Betrieb der Anlage optimiert. Neben der Absenkung der Netzrücklauftemperaturen wurden Mängel in der Anlage erkannt und beseitigt. Die Leistungsdaten der Kollektoren wurden überprüft und durch die Messungen bestätigt. Die Solaranlage hat trotz hoher Systemtemperaturen und Mängel in der MSR-Technik im Zeitraum Nov. 99 bis Nov. 2000 379 kWh pro m² Kollektorfläche geliefert. Dies ist ein beachtliches Ergebnis. Die Sollwertregelung der Solaranlage Sonnensegel für die spätere dezentrale Einspeisung funktioniert sehr gut.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

- Darstellung des Energiekonzeptes im Verkaufsprospekt der FEWO
- Die Presse wurde ständig über besondere Bauabschnitte (z. B. Montage Kollektorfeld und Sonnensegel) informiert. Mittlerweile liegen eine Anzahl von Pressemitteilungen aus verschiedenen Tageszeitungen der Region Stuttgart vor.
- Vorträge der SWF im Gemeinderat und in anderen Veranstaltungen- Im Juli 1999 wurde das Sonnensegel eingeweiht. Bei dieser Veranstaltung wurde eine Ausstellung Solares Wohnen mit Schwerpunkt Niedrigenergiesiedlung Kleinfeld-Ost gezeigt. Die Bürger konn-ten sich von den SWF und von Installationsbetrieben bzgl. energiesparender Wärmeversorgung beraten lassen.
- Von den SWF wurde ein Flyer erstellt mit Schwerpunkt Niedrigenergiesiedlung Kleinfeld-Ost und Klimaschutzkonzept der Stadt Fellbach.
- Von den SWF und vom STZ-EGS wurden Schautafeln über die Niedrigenergiesiedlung Kleinfeld-Ost erstellt, die bei Veranstaltungen ausgestellt werden.
- Die SWF sind im Internet, Adresse: www.stadtwerke-fellbach.de. Die solare Nahwärme Kleinfeld-Ost wird dort präsentiert.
- Zukünftig werden die SWF Beiträge über die solare Nahwärme Klienfeld-Ost in Fachzeitschriften veröffentlicht
- Die SWF hat sich mit der Anlage zur solar unterstützten Nahwärmeversorgung um den Preis der deutschen Gas-Wirtschaft beworben.
- Das Sonnensegel wurde beim vom deutschen Kupferinstitut ausgelobten Wettbewerb Architektur & Solarthermie lobend erwähnt.


Fazit

Die im Rahmen dieses Vorhabens gesetzten Ziele wurden im bisherigen Projektverlauf erreicht. Das Kollektordach System Solarroof hat sich bewährt bzgl. Montage und Kosten. Die prognostizierten Kosteneinsparungen wurden erreicht. Kürzere Montagezeiten ergeben Vorteile bzgl. Bauablauf der Gebäude. Die hohe Flexibilität des Systems, die damit verbundene gute Integrierbarkeit in die Architektur, wie auch die Optik des Systems wurden sehr positiv bewertet. Dieses Konzept wird sich im Bereich von großen Kol-lektordächern sicherlich langfristig gegenüber konventionellen Systemen durchsetzen. Die Ergebnisse des Monitoring-Programms zeigen deutlich die Notwendigkeit der Funktionsüberprüfung solcher Anlagen. Bei mängelfreiem Betrieb sind die prognostizierten Erträge der Solaranlagen sicherlich im Endausbau des Baugebietes erreichbar.