Klimawandel, Ressourcenknappheit und steigende Ölpreise sind in aller Munde. Anfang Januar 2008 hat der Ölpreis erstmals die magische Grenze von 100 US-Dollar durchbrochen. Damit hat er sich in den letzten zehn Jahren mehr als versechsfacht. Die Nachfrage nach erneuerbaren Energien steigt. Erneuerbare Energien deckten 2007 rund 14,4 % des Stromverbrauches. Noch liefert die Photovoltaik erst etwa 0,5 %, doch das Wachstum ist gewaltig: Seit 1997 stieg ihr Beitrag um mehr als das Hundertfache! Erneuerbare Energien sind unerschöpflich: Sonnenstrahlung, Windenergie, Wasserkraft, Biomasse, Erdwärme. Mit Ausnahme der Erdwärme haben alle die Sonne als Quelle. Solarthermie und Photovoltaik wandeln die Strahlung direkt in Nutzenergie um und haben damit das höchste Potenzial aufzuweisen. Die Sonne ist die größte Energiequelle des Menschen. Jede Stunde liefert sie uns den weltweiten Jahresenergieverbrauch frei Haus auf die Erde – das ist ein Faktor von 8600! Die Solarenergie kann die Energieprobleme der Erde lösen.
Viele Eigenheime verfügen bereits über solarthermische Anlagen zur Brauchwassererhitzung und / oder Heizungsunterstützung.
Im Neubaubereich ist die Implementierung vielerorts bereits zum Standard geworden. Doch mit der stetigen
Effizienzsteigerung der Anlagentechnik hat die Solarthermie auch Einzug in den Industrie- und Großanlagenbereich
gehalten. Großobjekte wie Krankenhäuser setzen heute ebenso auf die Nutzung der Sonnenwärme wie Industrieunternehmen,
die hieraus Prozesswärme gewinnen.
Von den deutschlandweit etwa 41 Millionen beheizten Wohneinheiten werden rund Dreiviertel durch Erdgas oder Heizöl mit Wärme versorgt. Bei der Stromversorgung der Gebäude lag der erneuerbare Anteil im Jahr 2017 bei rund 38 %. Für die ehrgeizigen Klimaziele ist diese Ausgangssituation eine besondere Herausforderung, denn eine Umstellung auf überwiegend erneuerbare Energieträger ist kurzfristig meist weder bei der Strom- noch bei der Wärmeversorgung realisierbar. Nur circa ein Drittel aller Heizungsanlagen ist derzeit auf dem aktuellen technischen Stand und nur knapp 12 % der Haushalte produzieren selbst Strom. Daher ist der Einsatz moderner Effizienztechniken und die Kombination klassischer und erneuerbarer Energien eine konkrete Option, schnell und nachhaltig den Treibhausgasausstoß für die Strom- und Wärmeversorgung dieser Gebäude zu senken. Bereits weit verbreitet ist die Verbindung von Ölheizungen und Solarthermie. Dabei bietet auch die Kombination mit Photovoltaik (PV)-Anlagen vielversprechende Möglichkeiten. Das zeigen aktuelle Modellvorhaben des Instituts für Wärme und Oeltechnik (IWO). Selbst erzeugter Solarstrom reduziert dabei nicht nur die Strombezugskosten und die stromverbrauchsbedingten Treibhausgasemissionen: Durch den Einbau einer Warmwasser-Wärmepumpe können Öl-Brennwertgeräte vergleichsweise leicht zu Power-to-Heat (PtH)-fähigen Hybridheizungen gemacht werden und ansonsten ins Netz eingespeiste Solarstrommengen zur Wärmeversorgung nutzen. Langfristig erhalten auch die Brennwertgeräte selbst durch den Einsatz treibhausgasreduzierter flüssiger Brennstoffe eine klimaneutrale Perspektive.
Zukunftsfähige Energiekonzepte für Einfamilienhäuser. Energetische Anforderungen, Variantenaufstellung und energetische Bewertung der Varianten.
Auch wenn schon viel über den Niedrigst-, Null- und Plusenergie-Gebäudestandard geschrieben worden ist, soll hier nochmals klargestellt werden, dass jedes Gebäude ein Energieverbraucher ist. Gebäude bieten aber die Möglichkeit, Systeme und Infrastruktur zu installieren, die Erneuerbare Energien in Nutz- bzw. Endenergie umwandeln und bereitstellen. Allen voran ist hier die Photovoltaik (PV) zu nennen. Wenn Verluste und Verbrauch von Energie auf der einen Seite und die Bereitstellung aus Erneuerbarer Energie auf der anderen Seite gleich groß sind, spricht man von einem Nullenergie-Gebäude. In der logischen Folge ist ein Plusenergie-Gebäude so ausgestattet, dass dort mehr Nutz- und Endenergie aus Erneuerbaren Energiequellen erzeugt, als verbraucht wird. In diesem Fall muss der Energieüberschuss in ein Wärme- oder Stromnetz eingespeist werden. Eine attraktive Alternative ist die Nutzung des Stromüberschusses, um Batterien für die Elektromobilität zu laden. Entscheidende Fragen bei der Energiebilanzierung sind der Bilanzierungszeitraum und die Anrechenbarkeit verschiedener Energieformen; beispielsweise ob ein PV-Stromüberschuss im Sommer mit einem erhöhten Heizwärmebedarf im Winter gegengerechnet werden kann. Für den schon bald gesetzlich geforderten Niedrigstenergie-Gebäudestandard liegen hierzu in Deutschland noch gar keine verbindlichen Definitionen vor.
Energiedächer plus Thermowände = Niedrigenergiehaus mit integriertem Wärmespeicher. Auf diese Formel lässt sich die neue Technologiekombination reduzieren, um durch Solarstrom, Sonnenwärme und Speichermöglichkeiten eine autarke Strom-, Wärme-, Klima- und Warmwasserversorgung zu erreichen. Denn Reduktion auf das Wesentliche ist notwendig, um Energieeinsparziele zu erreichen. Es sind zunehmend einfache, aber wirkungsvolle Lösungen gefragt, um die angestrebte Energiewende tatsächlich umzusetzen. Die Dachziegelwerke Nelskamp haben gemeinsam mit der Qualitätsgemeinschaft der Betonfertigteilehersteller SySpro, dem Maschinenbauer und Engineerer PA-ID in Unterfranken und dem Wärmepumpenhersteller HAUTEC am Niederrhein ein neues System für die effiziente und wirtschaftliche Energieversorgung von Gebäuden entwickelt: Energiedächer in Kombination mit aktivierten Thermowänden ermöglichen es Bauherren nahezu vollständig, auf fossile Energieträger zu verzichten.
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