Alternative Energie

Energieautarkes Haus

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Ein Wohnhaus ohne Versorgungsanschlüsse.

Bewohner können sich unabhängig machen von der Kostenentwicklung von Strom und Wärmeversorgungsanschlüssen. Denn die Energiewende ist Realität. Mehr als 25% des Stroms in Deutschland stammt schon jetzt (Stand 2014) aus Erneuerbaren Energien. Die Sonne, aber auch Wind und Wasser werden immer wichtiger für intelligente, effektive und ungefährliche Energieerzeugung.
Doch Gutes für die Umwelt bereitet manchen Unternehmen und Privathaushalten Schwierigkeiten. Und auch für die Altlasten aus der Kernenergie fehlt noch die Lösung, von der schädlichen Kohlekraft ganz zu schweigen. Hier ein Beispiel aus Hunteburg (bmmh).

Wie konzipiert man ein Wohnhaus ohne Versorgungsanschlüsse? Mit guter Isolierung kann ein Wohnhaus auch über einen Akku mit Energie versorgt werden, wobei auch eine Erdwärmepumpe über den gleichen Akku die Wärme zur Verfügung stellt. Alles ist nur eine Frage der Speicherkapazität, welche in kWh (Kilowattstunden) ausgedrückt wird.

Eine moderne Wärmepumpe...

...zu verwenden ist sinnvoll, da ein großer Teil der Wärme aus der Erde genutzt wird - auch im Winter. So braucht man rel. wenig Strom für die Wärmeprozesse, und bekommt einiges (rund Faktor 4) an Wärmeenergie zum heizen. Ein Schornstein ist auch nicht erforderlich.

Wenn nun noch ein Brunnen...

...mit eigener Wasseraufbereitung eingerichtet wird, ist man vollständig unabhängig. Die eingesparten Kosten für die nicht benötigten Versorgungsanschlüsse (mehrere Tausend Euro) werden jedoch für die Speichertechnik und die (Haus)Automation benötigt.

Entwurfphase autarkes Wohnhaus
Bild oben: BMMH/deVries Design, das Gebäude in der Entwurfsphase.

Dieses Verfahren (ohne Versorgungsanschlüsse) bezeichnet man als "Autark" und bedeutet: Bewohner gehen genügsam und vorrausschauend mit Energie um. Diese Energie wird idealerweise dann verwendet, wenn sie auch vorhanden ist (Akkuladezustand nahe 100%). "Autarke Systeme" kommen immer mehr in "Mode", werden immer öfter angeboten, sind fertig konfektioniert aber auch immer noch sehr teuer. Die Energie kommt im Wesentlichen von der Sonne, und wird in Akkus gespeichert, aber teilweise auch als Wärme gespeichert. Der Verzicht auf einen öffentlichen Versorgungsanschluss (Strom, Wärme, Gas, Wasser...) ist heute jedoch immer noch extrem selten anzutreffen, obwohl die erforderliche Technik dazu immer günstiger und zuverlässiger wird.

Warum so umständlich?

Was früher unmöglich erschien, und als Utopie bezeichnet wurde, ist heute machbar. Es ist eine umfangreiche Herrausforderung, ohne Versorgungsanschlüsse auszukommen. Die dafür benötigten Komponenten sind schon lange verfügbar, müssen nur intelligent verknüpft werden. Mit dieser Technik verursachen Sie praktisch keine Umweltbelastung. Mit dieser neuartigen Konzeption sind sie in aller Regel auch klimaneutral, und damit ökologisch. So ein Konzept kann sich auch wirtschaftlich rechnen, und sogar als Altersvorsorge dienen. Denn Unabhängigkeit von Energieversorgern ist eigentlich immer wirtschaftlich. Hier wird Vieles an alten Meinungen auf dem Kopf gestellt. Denn heute ist es effektiv und sinnvoll mit Strom auch zu heizen. Denn Strom ist unglaublich universell einsetzbar, und somit oft auch sehr effektiv.

Bis zur Fertigstellung...

...wurden Jahre in Anspruch genommen. Erbauer und Bewohner müssen motiviert werden. Eine kompromisslose Informationspolitik, die auch die Probleme bei der Umsetzung aufführt ist wichtig, sowie eine Beteiligung von möglichst vielen Bürger/Innen z.B. an den Planungsabschnitten. Ideal sind im Ort befindliche Ansprechpartner, die zu jeder Zeit neutrale Auskunft über das Projekt geben können. Hilfreich und wichtig kann es auch sein, wichtige Leute (Bürgermeister, Architekt, usw.) auf seine Seite zu bekommen, um im Notfall auch Rückdeckung zu haben.

Welche Stromverbraucher können angeschlossen werden?

Neben dem üblichen Haushaltstrom, kann auch ein kräftiger, ggf. auch 3 phasiger Elekrogrill während der Sommermonate meist problemlos genutzt werden. Schnelle Grillhitze ist damit gegeben, Holzkohle nicht erforderlich, sowie auch keine Anheizwartezeit. Umweltfreundliches und modernes Kochen, auch im Garten - mit einem leckeren Grillgut. Gerade während der Sommermonate kann man generell - wenn man das möchte - verschwenderisch mit dem überschüssigen Strom umgehen, denn er ist ja kostenlos und damit auch klimaneutral. Auch das Rasenmähen ist vollkommen kostenlos, denn wenn ein Akkumäher verwendet wird - oder notfalls auch ein herkömmlichen Elektromäher mit 230V Anschluss - kann auch dieses Gerät mit Energie versorgt werden, und hat so keine Treibstoffkosten.

Es mag gute Gründe geben...

...nicht autark zu sein. Es gibt aber min. genauso viele Gründe, autark und damit unabhängig zu sein. Es kommt schlicht darauf an, die Energie intelligent zu verwenden, und nach Möglichkeit genau dann einzusetzen (genau genommen umzuwandeln) wenn diese Energie auch vorhanden ist. Genau das ist heute möglich.

Die Vorteile überwiegen...

...aufgrund der Unabhängigkeit, und der ökologischen Arbeitsweise des autarken Systems. In erster Linie muss bei diesem Konzept daher eine gute Isolierung vorhanden sein, denn das Gebäude soll - einmal aufgeheizt - die Temperatur möglichst lange halten. Auskühlen nach wenigen Stunden ist bei einem autarken Wohnhaus nicht zulässig. Da die Energie der Sonne in Norddeutschland im Winter (Dezember, Januar, Februar) nicht ausreichend ist, springt z.B. zeitweilig ein moduliertes BHKW an, oder ein anderer alternativer Kurzzeitversorger (Wärme- und Stromspeicher auffrischen im Winter). Dies passiert üblicherweise nur bei Temperaturen unter Null Grad, und/oder bei tagelang stark bedecktem Himmel. Sinnvoll ist auch eine kleine WKA (Windkraftanlage) welche sich sehr gut mit PV (Photovoltaik) kombinieren läßt. Eine Belüftungsanlage ist natürlich auch vorhanden, womit lüften überflüssig ist, und gleichzeitig immer frische pollenfreie Luft im Gebäude ist. Die Belüftungsanlage kann im Sommer sogar zum Kühlen, und im Winter zum zusätzlichen heizen verwendet werden. Insgesamt ist das hier vorgestellte Konzept logisch und funktional, dabei keinesfalls überteuert, und somit wirtschaftlich rentabel und lohnenswert. Eine Dreifachverglasung der Fenster ist ebenfalls opligatorisch.

Folgend eine Abbildung der generellen Verschaltung und Funktionsweise dieses Konzeptes:

Ein Konzept aus 2013 für ein autarkes Wohnhaus ohne Versorgungsanschlüsse und ohne Wasseranschluss.

Bild oben: BMMH / Prof. Kuhnke / Luis Millán. Generelle Funktionsweise eines autarken Gebäudes.

Wärmepumpe: Jahresarbeitszahl

Der COP (Coefficient of Performance / Maß für die Effizienz) liegt bei sehr guten Wärmepumpen bei rund 5. Umso geringer die Temperaturdifferenz zwischen den beiden Wärmequellen ist (hier Erdreich und Heiztemperatur), umso höher ist der COP. Er beschreibt, dass für 1,0 kWh elektrischen Strom (für den Motor als Antriebsenergie des Wärmepumpen(scroll)kompressors) im günstigsten Fall bis zu 5 Kilowattstunden Wärmeenergie geliefert wird - ohne Schornstein wie gesagt. Hierin ist die elektrische Energie für den Motor des Kompressors (die 1,0 kWh) bereits eingerechnet, da diese als Wärme mit in den Wärmekreislauf eingeleitet wird, und somit die Erdwärmetemperatur schon vorab heraufsetzt. Schlussendlich wird die Wärme über Wärmetauscher (verschiedene Systemkreise mit verschiedenen Flüssigkeiten) an das Heizsystem abgegeben. Die Wärme wird also der Erde entzogen, und über einen technischen/chemischen Prozess temperaturmäßig weiter herauf gesetzt (Wärme wird hochgepumpt). Gute Wärmepumpen sind nahezu wartungsfrei, und haben eine Standzeit von über 50 Jahren, und sind damit für Generationen ausgelegt. Gute Wärmepumpen, welche auch frei programmierbar sind, sind wahrlich nicht billig. Sie sind aber sehr effizient und sehr effektiv - für Jahrzehnte. Und sie benötigen keinen Schornstein, was auch zu eingesparten Kosten führt, auch bz. der laufenden Schornstein(Reinigungs) Kosten.

Im folgenden noch ein Überblick interessanter Zusammenfassungen:


Mit freundlichen Grüßen
JB/BMMH