Energiezaun sammelt Umweltenergie für Wärmepumpen

Energiezaun als Kollektor einer Wärmepumpe

Der Energiezaun ist ein Kollektor, der genau wie Sondenbohrungen, Grabenkollektoren oder Erdwärmekörbe thermische Energie aus der Umwelt sammelt. Er besteht aus schwarz gefärbten Rohrleitungen, die wie bei einem Flechtzaun um mehrere senkrechte Stützen gelegt werden. Der Zaun wird ganz oder zu etwa zwei Dritteln an der Oberfläche installiert und von Sole, einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel, durchflossen. Dabei ist er in Bauhöhen von etwa einem Meter bis zu zwei Metern erhältlich.

Energiezaun: Leistung und Funktion

In seiner Funktion gleichen Energiezäune einfachen Solarabsorbern. Dabei erwärmen sie sich durch Luft, Regen sowie die Sonneneinstrahlung und übertragen die aufgefangene thermische Energie an ein zirkulierendes Medium. Die sogenannte Sole transportiert die Umweltwärme daraufhin vom Energiezaun zur Wärmepumpe, mit der sie zum Heizen nutzbar gemacht wird. Wie das im Detail funktioniert, erklären wir im Beitrag "Funktionsweise der Wärmepumpe".

Wie hoch bei einem Energiezaun die Leistung ausfällt, hängt von der Verlegeart und der Positionierung ab. Hersteller rechnen in der Regel mit 500 bis 1.000 Watt pro Quadratmeter.

Verbindung mit unterirdischem Kollektor für höhere Effizienz

Wird der Energiezaun zu einem Teil im Erdreich installiert oder zum Beispiel mit einem Grabenkollektor kombiniert, kann seine Effizienz steigen. Denn auf diese Weise aktiviert er das Erdreich als  Energiespeicher. Möglich wird das, indem der Zaun solare Strahlungswärme in den Boden schickt und dessen Temperatur anhebt. Das senkt den Temperaturhub der Wärmepumpe und begünstigt einen sparsameren Heizbetrieb.

Energiezaun berechnen: So funktioniert es ganz einfach

Wie groß und lang ein solcher Zaun sein sollte, hängt in der aller Regel von der geplanten oder installierten Wärmepumpe ab. Gehen Sie dabei wie nachfolgend beschrieben vor, wenn Sie einen Energiezaun berechnen wollen.

1. Benötigte Energiezaun-Leistung ermitteln:  Die erforderliche Leistung hängt vom Umweltwärmebedarf der Wärmepumpe ab. Liefert diese zwölf Kilowatt Heizwärme, muss der Energiezaun bei einer Leistungszahl von drei etwa acht Kilowatt leisten (Energiezaun-Leistung = Heizleistung - (Heizleistung durch Leistungszahl in kW).
2. Benötigte Fläche der Energiezäune berechnen:  Die Länge hängt wiederum von der spezifischen Leistung und der benötigten Heizleistung ab. Liegt erstere bei acht Kilowatt und der Energiezaun liefert 500 Watt pro Quadratmeter, benötigen Sie eine Fläche von 16 Quadratmetern (Fläche = benötigte Leistung / Leistung pro Quadratmeter in m²)
3. Länge des Zauns ermitteln:  Wie lang der Zaun sein muss, richtet sich nach der geplanten Höhe. Beträgt letztere 1,5 Meter, benötigen Sie bei einer Fläche von 16 Quadratmetern eine Energiezaun-Länge von 10,67 Metern (Länge = (benötigte Leistung / Energiezaun-Leistung pro Quadratmeter) / Höhe des Zauns in m).

Der Rechenweg lässt sich anwenden, wenn Sie den kompletten Zaun oberirdisch installieren. Planen Sie, den Energiezaun mit einem Graben- oder Flachkollektor zu kombinieren, sinkt die erforderliche Leistung und der Zaun kann kürzer ausfallen. Energieberater oder Fachhandwerker unterstützen Sie in diesem Fall bei der fachgerechten Auslegung des Gesamtsystems.  

Schutz vor Frost am Rohrsystem

Wird der Energiezaun allein an der Oberfläche installiert, besteht im Winter Frostgefahr. Denn immer dann, wenn das Energieangebot aus der Umgebung knapp wird, sinkt die Soletemperatur. Um das Einfrieren innen und außen am Rohrsystem zu verhindern, ist zusätzliche Energie nötig und die Effizienz der Wärmepumpe sinkt.

Nicht alle Pflanzen eignen sich am Energiezaun

Als Solarabsorber kann der Energiezaun nur dann viel Energie gewinnen, wenn er möglichst vollflächig von der Sonne beschienen wird. Vor allem im Winter sollte er demnach nicht von Laub oder Pflanzen verdeckt werden. Wollen Hausbesitzer den Energiefänger bepflanzen, kommen also hauptsächlich Arten infrage, die nicht zu dicht sind und ihr Laub im Winter abwerfen. Vor allem bei niedrigen Sole-Temperaturen kann der Zaun außerdem für eine kalte Umgebung sorgen. Auch damit müssen die eingesetzten Pflanzen zurechtkommen.

Kosten sowie Vor- und Nachteile der Technik

Wie viel ein Energiezaun kosten kann, hängt von seiner Ausführung ab. In Kombination mit einem unterirdischen Grabenkollektor unter den Zaunfeldern können Sie hier mit etwa 200 bis 300 Euro pro Meter rechnen. Wenn Sie den Energiezaun selber bauen, wird es in der Regel etwas günstiger. 

Energiezaun: Kosten mit Förderung senken  

Geht es um die Anschaffung einer neuen Wärmepumpe, bekommen Sie sogar eine Förderung für den Energiezaun. Denn die Kosten des Kollektors lassen sich bei den förderbaren Kosten der Wärmepumpe mit angeben. Abhängig von Ihrer Ausgangssituation können Sie auf diese Weise attraktive Zuschüsse in Anspruch nehmen, um die Ausgaben bei der Anschaffung etwas abzufedern. Wie die Konditionen im Detail ausfallen und wie Sie die Mittel beantragen, erklären wir in unserem Beitrag zur Förderung der Wärmepumpe.

In der Regel auch ohne besondere Genehmigungen aufzustellen

Ein Energiezaun soll auch bei geringen Platzverhältnissen viel Wärme liefern können. Er lässt sich im Vergleich zu Flachkollektoren oder Sondenbohrungen ohne großen Aufwand installieren und erfordert keine besonderen Genehmigungen. Darüber hinaus dient er als Sichtschutz und ersetzt den ohnehin benötigten Gartenzaun.  

Die Vorteile im Überblick:

• Platzsparende Lösung zur Umweltenergiegewinnung
• Einfache Installation ohne besondere Genehmigungen
• Mehrfachnutzen als Grundstücksgrenze und Sichtschutz  

Kritiker bemängeln vor allem die Frostgefahr im Winter. Diese führe zu einer besonders niedrigen Leistung der Energiezäune. Außerdem wird zusätzliche Energie benötigt, um die Anlage vor der Vereisung zu schützen. Durch die tiefen Temperaturen an der Oberfläche der Rohrleitungen können vor allem bei Kindern oder Tieren im Garten besondere Schutzmaßnahmen nötig werden.

Die Nachteile im Überblick:

• Frostgefahr im Winter kostet den Energiezaun Leistung  
• Durch kalte Oberflächen sind Schutzmaßnahmen nötig
• Pflanzen am Energiezaun mindern die mögliche Leistung  

Wird der Kollektor zum Beispiel mit einem Grabenkollektor kombiniert, kann der Energiezaun eine sinnvolle Lösung darstellen. Beachten sollten Hausbesitzer dabei aber die höheren Installationskosten des Systems.