Bachelorarbeit Stefan Eckl

 

Ökonomischer Vergleich von elektrischen und etablierten Heizungssystemen im Hinblick auf sinkende Heizlasten durch verbesserte Gebäudedämmung

Um die energiepolitischen Ziele der Bundesregierung einzuhalten, wurden Energieeinsparverordnungen (EnEV) eingeführt. Diese legen mit der Vorgabe von Wärmedurchgangskoeffizienten fest, in welchemMaße der Heizwärmebedarf der Gebäude verbessert werden muss. Die Niedrigenergiehäuser werden heutzutage überwiegend mit Brennstoff betriebenen Brennwertkessel oder elektrischenWärmepumpen geheizt, die sich durch hohe Investitionskosten und niedrige Betriebskosten auszeichnen. Im Zuge der Verbesserung der Gebäudedämmstandards bekommen die Investitionskosten durch den sinkenden Wärmeenergiebedarf eine größere Bedeutung. Somit ist eine Betrachtung von direkt elektrischen Heizungssystemen, die im Vergleich zu den etablierten Heizungsanlagen niedrige Investitionskosten haben, wirtschaftlich interessant.
Das Ziel der Arbeit ist es eine Applikation zu schaffen, die eine schnelle Abschätzung ermöglicht, unter welchen Bedingungen die verschiedenen Heizungssysteme wirtschaftlich attraktiv sind. Um dabei eine Kombination mit einer Photovoltaikanlage betrachten zu können, werden die Vorteile der präzisen dynamischen Simulation mit den Vorteilen der schnellen Jahresbilanz verbunden. Dazu werden aus einer Gebäudesimulation mit den angepassten Dämmstandards die dynamischen Heizlasten ermittelt. Die Hilfsenergien und Wärmeverluste der Heizungssysteme, die nicht im Gebäudemodell vorgesehen sind, werden über das Jahr bilanziert. Weiterhin werden zur Berechnung
der jährlichen Gesamtkosten die Investitionen derHeizungssysteme und die Informationen zur Berechnung der Betriebskosten mit einer Literaturrecherche zusammengetragen. Aus den dynamischen Simulationen und den statischen Jahresbilanzen errechnen sich die jährliche Gesamtkosten. Dabei werden die Randbedingungen variiert und so die Einflüsse auf die Wirtschaftlichkeit erfasst. Zur Berechnung und Visualisierung der Ergebnisse wird die Applikation verwendet, die eine schnelle Änderung der Randbedingungen ermöglicht.
Die direkt elektrischen Heizungsanlagen sind bei den aktuellen Energiepreisen nur für Gebäude mit sehr geringen spezifischen Heizwärmebedarfen wirtschaftlich sinnvoll. Aufgrund der momentan niedrigen Heizöl- und Gaspreise gleichen die Betriebskosten der etablierten Heizungssysteme die höheren Investitionskosten aus. Bei einem Anstieg der Brennstoffpreise oder Senkung der Investitionskosten der elektrischen Heizungssystemen werden diese eine wirtschaftliche Alternative zu den etablierten Heizungssysteme für die heutzutage üblichen Niedrigenergiehäuser. Insbesondere begünstigt eine Kombination derHeizungssysteme mit einer Photovoltaikanlage dieWirtschaftlichkeit
der elektrischen Systeme in einem höherenMaße als die etablierten Heizungssysteme.