Seit 2012 lebt Franz Petzold mit seiner Familie im neu erbauten Eigenheim in Radolfzell am Bodensee. Sechs Jahre später war bei der Wärmepumpe die erste Reparatur nötig, 2024 fiel sie komplett aus.
Da es keine marktübliche Technik war, war Petzold auf den Hersteller angewiesen. Dessen Reaktion kam aber erst nach Wochen. Ein Schwedenofen sorgte fortan für Wärme, und Petzold suchte nach Alternativen. So stieß er auf die Firma Elio, die sich auf solarelektrische Energiekonzepte mit Infrarotheizungen spezialisiert hat.
Kaum Umbauten notwendig
Keine großen Umbauarbeiten, angenehme Wärme nach Bedarf und viel Photovoltaik auf dem Dach: Das gefiel der Familie. Seit September 2024 ist das neue Energiekonzept für Wärme und Strom implementiert.
Thomas Firner ist Gründer der Wirkstoff Technik GmbH in Bodman im Landkreis Konstanz. Auch er hat sich für ein solarelektrisches Konzept entschieden. Er stattete mehrere Arbeitsplätze in der Halle seines neuen Firmengebäudes mit Infrarotheizstrahlern aus. Im Büro sorgen präsenzgesteuerte Infrarotheizungen für Wärme.
Partner aus der Photovoltaikbranche
Dies sind zwei Projekte von Elio. Geschäftsführer Dirk Bornhorst hat sich zum Ziel gesetzt, das solarelektrische Energiekonzept im Markt zu etablieren – zusammen mit Handwerkspartnern aus der Photovoltaikbranche. Dabei können beide voneinander profitieren.
Bornhorst wurde 2018 durch das Forschungsprojekt IR Bau an der Konstanzer Hochschule für Technik, Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) auf die Infrarotheiztechnik aufmerksam. Darin drehte es sich um das „Potenzial von Infrarot-Heizsystemen für hocheffiziente Wohngebäude“.
Bornhorst arbeitete im Rahmen seiner Masterarbeit mit, widmete sich der Frage, wie sich Infrarotheizungen auf das Gesamtenergiekonzept auswirken. Von den vielen Vorteilen überzeugt, gründete er 2020 eine eigene Firma. 2022 rief er unter anderem mit den Herstellern Oekoswiss Energy AG und Oekoboiler Swiss AG die Elio GmbH ins Leben.
Solarelektrische Konzepte
Bornhorst und sein Team entwickeln solarelektrische Konzepte für Neubauten und Bestandsgebäude, auch im Denkmalschutz. Das Ziel sind hohe Behaglichkeit und weitgehende Energieautarkie. Dafür vernetzen sie alle energierelevanten Komponenten für Wärme, Strom und Mobilität.
Das Ergebnis können hybride Systeme mit Abluftwärmepumpe sein oder Konzepte mit Infrarotheizungen zur monovalenten Beheizung des Gebäudes sowie einer Trinkwasserwärmepumpe (Oekoboiler). „Im Neubau ist es deutlich einfacher“, stellt Bornhorst fest. „Im Bestand sind die Konzepte anspruchsvoller, aber hier gibt es den deutlich größeren Markt.“
Elio übernimmt die Beratung und Planung der technischen Gesamtkonzepte. Zu Beginn hat Bornhorst die Komponenten selbst montiert. Mittlerweile übernehmen dies regionale Fachbetriebe.
Kooperation mit RM Solar
Ein Kooperationspartner ist RM Solar in Reichenau am Bodensee. Für das neue Firmengebäude hat Bornhorst 2022 das solarelektrische Energiekonzept projektiert. Es war sein erstes größeres Infrarotprojekt nach dem Studium. Heute sagt der 33-Jährige: „Das Gebäude verbindet uns.“ Geschäftsführer Roland Müller empfiehlt das Konzept weiter und übernimmt häufig die Planung und Montage der Photovoltaikanlagen.
Ein Argument für ein solarelektrisches System sind die vergleichsweise niedrigen Anschaffungskosten für Infrarotheizungen. Dadurch wird Budget frei, das Bauherren und Sanierer in Photovoltaik investieren können. Wann immer möglich, empfehlen Bornhorst und Müller Fassadenanlagen, da diese in den Wintermonaten mehr Solarstrom für die Infrarotheizungen erzeugen als klassische Dachanlagen. Aktuell würden vor allem Gewerbebetriebe Fassadenanlagen installieren, erzählt Bornhorst.
Einsatz in der Industriehalle
Über Roland Müller kam auch der Kontakt zu Thomas Firner zustande. Der Maschinenbauingenieur und Industriemechaniker ist Mitinhaber der Firma Wirkstoff Technik, die Bau- und Forstmaschinen nach Kundenwünschen umrüstet. 2022 baute er ein eigenes Firmengebäude mit einer großen Halle und Büros. Zusammen mit der Empore beträgt die Nutzfläche rund 800 Quadratmeter. Seit Januar 2023 ist das Unternehmen mit zehn Mitarbeitern am neuen Firmensitz tätig.
Der untere Teil des Gebäudes mit KfW-Effizienzhaus-Standard 55 wurde massiv aus Holz errichtet, der obere Teil als Holzständerbau. Den Wärmebedarf wollte der Bauherr möglichst reduzieren. Deshalb wurden die Außenwände der Halle mit 120 Millimeter starken Sandwichpaneelen gedämmt. Die Holzzwischendecke mit Splitschüttung und Holzfaserdämmung ist 42,5 Zentimeter dick. Das Dach hat eine gedämmte Gesamtstärke von 40 Zentimetern. So schützt es im Sommer auch vor Hitze. Außerdem hat das Gebäude gedämmte Türen und ein extra dichtes Tor.
In der Werkstatt in der Halle sind Schweißgeräte und Werkzeugmaschinen im Einsatz. Sie brauchen viel Strom. Deshalb war für Thomas Firner klar, dass er eine größere Photovoltaikanlage braucht. RM Solar montierte auf dem Dach 35 Kilowatt. An der Fassade fanden 18 Kilowatt Solarleistung Platz.
Hoher Strombedarf durch Maschinen
Dazu passt das elektrische Heizkonzept, das Dirk Bornhorst für Firner plante. In der Halle herrscht eine Grundtemperatur von 16 bis 18 Grad Celsius. Meistens wird hier nicht geheizt, zumal die Mitarbeiter viel in Bewegung sind.
An sehr kalten Tagen im Winter sieht das anders aus: Wenn Fahrzeuge ein- oder herausfahren, strömt kalte Luft in die Halle. Hinzu kommen die Maschinen: Ein Bagger beispielsweise bringt 35 Tonnen kalten Stahl in die Werkstatt. Deshalb hat Firner an sechs Arbeitsplätzen Infrarotheizstrahler mit jeweils drei Kilowatt Leistung installieren lassen. Sie liefern präsenzgesteuert Wärme.
In den Büroräumen deckt ein Schwedenofen die Grundlast. Er wird mit Holz aus der eigenen Forstwirtschaft befeuert. Etwa zwei Raummeter Holz fallen hierfür pro Jahr an. Bei höherem Wärmebedarf und je nach Anwesenheit der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter schalten sich neun Infrarotheizungen von Oekoswiss Energy mit einer Leistung zwischen 570 und 720 Watt ein.
Ein Boiler des Herstellers Oekoboiler Swiss mit 300 Liter Fassungsvermögen erwärmt und bevorratet das Wasser. „Die Flexibilität hat mich begeistert“, resümiert Firner. „Dass man schnell und flexibel genau dann heizen kann, wenn Wärme benötigt wird.“
Er schätzt die angenehme Wärme der Infrarotheizgeräte und dass er den selbst produzierten Solarstrom für die Heizgeräte nutzen kann. Aktuell überlegt er, ob er angesichts der gesunkenen Preise ein Batteriespeichersystem anschafft. Außerdem will er sich ein Elektroauto zulegen und dafür einen Ladepunkt installieren.
Nachrüstung im Einfamilienhaus
Franz Petzold aus dem eingangs geschilderten Beispiel hat 2012 ein Einfamilienhaus mit einer beheizten Fläche von 147 Quadratmetern gebaut. Es erfüllt den KfW-Effizienzhaus-Standard 70. Seit der Umstellung auf das solarelektrische Energiekonzept im Sommer 2024 ist bei ihm folgende Technik im Einsatz:
Auf dem Dach hat RM Solar 14,62 Kilowatt Solarleistung installiert. Die Anlage ist an einen Batteriespeicher des österreichischen Herstellers Neoom mit 10,6 Kilowattstunden Kapazität gekoppelt. Sie ist seit August 2024 in Betrieb, die Infrarotheizungen seit September 2024. Bis auf den Keller sind alle Räume im Haus mit Infrarotheizungen von Oekoswiss ausgerüstet. Insgesamt sind es neun Infrarotheizungen mit jeweils 570 bis 720 Watt. Sieben davon sind an den Decken montiert. Im Badezimmer und im Gäste-WC hängt jeweils ein Spiegel, der zugleich Infrarotheizung ist. Der 300 Liter fassende Oekoboiler leistet 700 Watt elektrisch und 3,2 Kilowatt thermisch.
Petzold empfindet die Strahlungswärme als sehr angenehm. Der Marketingexperte hat sogar einen treffenden Begriff kreiert: „digitale Kaminofen-Wärme“. Digital, weil die Geräte digital und je nach Anwesenheit der Bewohner gesteuert werden. Über Bewegungsmelder werden die Infrarotheizungen eingeschaltet.
Wärme aus dem digitalen Kaminofen
Installiert wurden die Infrarotheizungen dort, wo vorher die Leuchten hingen. Der Stromanschluss war vorhanden. Durch die indirekte LED-Beleuchtung in den Paneelen ersetzen die Heizgeräte nun die Leuchten.
Petzolds nächster Plan ist, den Batteriespeicher mit KI ausstatten zu lassen. Damit will er dynamische Stromtarife nutzen , um seine ohnehin niedrigen Stromkosten weiter zu reduzieren.
Im ersten Jahr hat die Familie eine Autarkie von circa 70 Prozent erreicht, wie die Jahresenergiebilanz vom 19. September 2024 bis 18. September 2025 zeigt. In diesem Zeitraum erzeugte die Photovoltaikanlage 14.600 Kilowattstunden Solarstrom. 7.960 Kilowattstunden wurden direkt im Haushalt verbraucht, 2.050 Kilowattstunden in den Akku eingespeist. 2.350 Kilowattstunden Reststrom bezog die Familie aus dem Netz, rund 8.780 Kilowattstunden speiste sie ein.
Ausgezeichnetes Projekt im Denkmalschutz
Bornhorst ist mit der wachsenden Nachfrage zufrieden und freut sich über erste Auszeichnungen für seine solarelektrischen Projekte. Ein Beispiel: Das denkmalgeschützte „Haus zum Kampf“ in der Konstanzer Altstadt wurde im Juli mit dem Innovationspreis „Denkmal – Energie – Zukunft“ des Ministeriums für Landesentwicklung und Wohnen ausgezeichnet. Mit der neuen Auszeichnung wurden erstmals herausragende Energielösungen für Kulturdenkmale gewürdigt.
Preisträgerin ist Maria Ruf-Fritz, die Besitzerin des Hauses, das 1383 zum ersten Mal urkundlich erwähnt wurde. Bornhorst hat das Energiekonzept geplant. Die terrakottafarbenen Module auf dem Dach des denkmalgeschützten Gebäudes sind kaum als Solarmodule zu erkennen.
Richtig viel Geld gespart
Vor der Sanierung verbrauchten die Bewohner auf 166 Quadratmetern Fläche rund 21.000 Kilowattstunden Gas im Jahr. Nun erzeugen sie selbst Solarstrom, den sie unter anderem für die neu installierten Infrarotheizungen nutzen. Zum Energiekonzept gehören außerdem ein Batteriespeicher und eine Abluft-Grundlastwärmepumpe.
Ein Vorteil des Konzeptes in der historischen Bausubstanz war, dass für die Montage von Infrarotheizungen keine Umbauarbeiten nötig sind. Stattdessen werden einfach die vorhandenen Stromleitungen genutzt. Zudem verursachen sie kaum Folgekosten, da sie nahezu wartungsfrei sind.
Das Interesse am solarelektrischen Konzept ist hoch. Das zeigte auch der „Tag des offenen Denkmals“ im September. 80 Gäste nahmen an vier Führungen durch das Haus teil. Die technischen Details lieferten Elio und RM Solar.
