Energieeffizienz und Solartechnik
Die Energieeffizienz von Gebäuden und die Integration von solarer Technik, ob bei Umbau oder Neubau, wird eines der Hauptthemen der nächsten Jahre
FRANK SCHROEDER für BAUPHYSICS, S.L. MÁLAGA
Der Kopenhagener Klimagipfel hat zwar nicht zu der gewünschten Vereinbarung geführt; der stattfindende Klimawandel und eine Begrenzung der Erderwärmung von 2°C sind jedoch zur Kenntnis genommen worden. Die EU hat sich bereits im Dezember 2008 auf eine integrierte Strategie im Bereich Energie und Klimaschutz mit ehrgeizigen Zielen für 2020 geeinigt. Sie will Europa damit auf den richtigen Weg bringen - hin zu einer umweltgerechten Zukunft mit einer CO2-armen, energieeffizienten Wirtschaft. Anmerkung: “Es muss also Energie gespart und gleichzeitig auf alternativem Wege Energie erzeugt werden. Eine groβe Wichtigkeit hat die Modernisierung des Baubestands bekommen. Auch bei Umbauten bestehender Anlagen kann neben dem Aspekt der Optimierung der Energiebilanz oder – effizienz, eine zusätzliche alternative Energiegewinnung, sowie eine Verschönerung, Vergrösserung und damit Wertsteigerung optimalerweise einhergehen.”
AKTIVE SONNENENERGIENUTZUNG
Hierunter versteht man die Nutzung von Fotovoltaik zur Stromerzeugung oder Solarthermie (Sonnenkollektoren) zur Brauchwassererwärmung, Heizung, Kühlung oder Klimatisierung. Idealerweise kommt eine Kombination der verschiedenen Methoden zum Einsatz, um die Energieversorgung über’s Jahr in Anbetracht der saisonalen Schwankungen sicherzustellen.
Effiziente Systeme zur Klimatisierung (Heizung, Kühlung oder beide) sind ein Primärziel des nachhaltigen Architekturansatzes, da sie normalerweise die meiste Energie in Gebäuden verbrauchen.
SOLARTHERMIE
Die Systeme zur Warmwasserbereitung über die allseits bekannten Sonnenkollektoren decken ganz oder teilweise den Bedarf über’s Jahr in nachhaltiger Weise. Die Sonnenenergie dient hierzu, um ein in einem geschlossenen Kreislauf befindliches Trägermaterial (meist Wasser) direkt aufzuheizen und über einen Pufferspeicher je nach Bedarf an den Verbraucher abzugeben.
Hierbei gibt es mittlerweile wesentlich effizientere und erprobte Systeme, welche mit Vakuumröhren und Spiegeln arbeiten, um auch mit ungünstigen Ausrichtungen, sowie verschiedenen, wechselnden Sonnenständen eine optimale Ausnutzung zu erzielen. Dadurch müssen diese nicht mehr strikt in optimaler Ausrichtung aufgestellt werden, was gestalterische Vorteile bringen kann.
FOTOVOLTAIK
Die Technik basiert auf dem sog. “Fotoelektrischen Effekt”. Im Prinzip geht es um das physikalische Phänomen, daβ bei Auftreffen von Photonen (Lichtenergie) auf ein bestimmtes Material, in diesem Material sich bei bestimmten Bedingungen Elektronen aus der molekularen Bindung lösen und dabei elektrische Energie freigesetzt wird. Hauptsächlich bestehen die Zellen aus natürlichen oder industriell hergestellten Halbleiterplatten (Wirkungsgrad 14-16%) aus natürlichem Silizium. Die erzeugte Energie kann in Akkumulatoren gesammelt, oder über einen Transformator von Gleich- in Wechselstrom ins Stromanbieternetz eingespeist werden.
Die Hersteller von Solarstrommodulen bieten inzwischen Garantien von 25 Jahren. Die durchschnittliche Lebensdauer von Solarstrommodulen liegt bei 30-40 Jahren. Grundsätzlich ist eine Solarstromanlage sehr wartungs- und störungsarm.
In kurzer Zeit hat sich Spanien zu einem der weltgrössten Fotovoltaikstromerzeuger überwiegend durch bodengebundene Solarstromkraftwerke entwickelt. Der Trend dürfte aber nun hingehen zu Dach- oder Fassadengebundenen Solaranlagen, um nicht weiter die Landschaft zu verschandeln. Ungefähr 8-10 m2 Fotovoltaikfläche entsprechen überschlägig einer Leistung von 1 kWh.
Die neuen, spanischen Baunormen CTE sehen schon die obligatorische Nutzung von Fotovoltaik in zumindest teilweiser Deckung des Energiebedarfs für öffentliche Gebäude sowie Einkaufszentren, Bürogebäude, Hotels, Krankenhäuser, etc. vor.
SOLARDÄCHER UND SOLARFASSADEN
Man unterscheidet hier in zwei Arten von Systemen:
Ins Netz speisende Anlagen
Es geht hier um an/auf Gebäuden installierten Anlagen im kleineren bis mittleren Potenzbereich (mindestens jedoch 6,25 kWp) zur Netzeinspeisung des gewonnenen Stroms. Diese müssen staatlich gefördert werden, wenn man das zugehörige Gesetz (R.D. 1578/2008) ab 30.09.2008 auslegt. Der Strom muss zu 0,34 EUR/kWh vergütet werden. (vgl. Stromkosten auf Ihrer Rechnung von momentan ca. 0,12 EUR/kWh).
Es gibt auch bereits Investorenmodelle, die durch einen Zusammenschluss von Kleininvestoren eine Rendite für Anlagen ab einer bestimmten Grösse bis zu 12 % auf 25 Jahre versprechen.
Das momentane Problem besteht noch darin, dass diese Finanzhilfen “gedeckelt” sind, d.h. wenn eine gewisse geförderte Strommenge/Jahr (500 MW/2010) erreicht ist, werden diese Subventionen für das nächste Berechnungsjahr eingefroren.
Anmerkung: ”Man sollte daher jetzt schon in Hinblick auf das kommende Jahr planen. Nicht nur das Ministerium, sondern auch wichtige spanische Banken geben hierzu Kredite, und es ist nur eine Frage der Zeit, wann weitere Banken in ihrer ökologischen und sozialen Kompetenz hierbei eine Marktlücke erkennen. Versicherungen, die bei Verlust oder Beschädigung der Anlagen einspringen, gibt es ebenfalls.”
Am wirkungsvollsten werden Solarmodule, fraglos, mit Neigung zum Sonnenstandswinkel meist unsichtbar auf dem Dach eingebaut. Jedoch ist ein Mehrwert durch Oberflächenvergrösserung bei zusätzlicher Anwendung an der Fassade ebensowenig abzustreiten, wie ein Prestigeeffekt durch Zeigen der Solartechnik. Der ästhetisch wertvollen Anwendung von Solartechnik in hinterlüfteten Fassaden oder als halbdurchlässiger oder undurchlässiger, passiver Sonnenschutz steht kein Hindernis entgegen.
Photovoltaik-Fassaden sind komplexe Systeme. Beim Bau müssen nicht nur die elektrotechnischen Anforderungen (Verschattung) berücksichtigt werden, sondern auch das thermische Verhalten der Gebäudefront, da hier höhere Temperaturen auftreten können, als bei der freien Aufständerung von Modulen. Stichwort: Gebäudeintegrierte Fotovoltaik.
Hinterlüftete Fassadensysteme haben sich in Spanien weit verbreitet und sehr bewährt; sie sind energieeffizient, und bei Verwendung von Solarmudulen auch noch Energie erzeugend. Diese Technik wird seit geraumer Zeit als Standardprodukt in Spanien verwendet; die Module sind auf Mass herstellbar. Eine spezielle Glasoberfläche, bestehend aus kleinen Pyramiden kann 10 % mehr Lichteintrag bringen und den Wirkungsgrad erhöhen. Auch gibt es Isolierglas für z.B. Fensterfassaden mit integrierten Fotovoltaikfolien.
Anmerkung. “Diese Anwendung stellt hohe Anforderungen an die Planung in Hinblick auf Ästhetik und technischem Wissen. Es ist also wichtig, den richtigen Mix aus optimaler Energieeffizienz und optischer Gestaltung zu finden.”
Nicht ins Netz speisende Anlagen
Der gewonnene Strom dient nur zum Eigenverbrauch. Das staatliche IDAE (Instituto para la Diversificación y el Ahorro de la Energía) vergibt Kredite oder Direkthilfen, sowie Steuervorteile für nicht ins Netz speisende Anlagen oder Massnahmen zur Verbesserung der Gebäudeenergieeffizienz bis 2012. Andalusien bis 2014. Achtung, das Gesamtvolumen der Subventionen ist festgelegt.
WICHTIG: Die Experten und das Ministerium sind sich einig, dass diese Investitionen in Energieeffizienz Ausgaben darstellen, die sich in wenigen Jahren für den Eigentümer amortisiert haben und ab dann rentabel sind. Je eher man beantragt, desto grösser sind die Chancen der Bewilligung.
Der Interessierte kann sich direkt beim Ministerium erkundigen. Letztendlich wird er sich jedoch von einem Fachmann für Gebäude-Energie-Effizienz über die jeweiligen individuellen Möglichkeiten und weiteren Schritte beraten lassen. Der Architekt ist unmittelbar zuständig bei Eingriffen oder Veränderungen dieser Art an Gebäuden.
SOLARE KÜHLUNG
Ein sehr interessantes Thema, besonders in warmen Klimazonen, ist die energieeffiziente Technik der solarerzeugten Kälte. (Nicht gemeint ist die Betreibung einer herkömmlichen Klimaanlage mit Solarstrom). Der Strombedarf ist äuβerst gering. Man kann sowohl kühlen als auch heizen.
Diese Technik ist z.B. an der Uni Sevilla schon Wirklichkeit; übrigens mit deutscher Beteiligung. Zur Zeit sind auch schon erste, verschiedene Anlagentypen im kleinen Leistungsbereich (Ein- bis Mehrfamiliennutzung) auf dem Markt. Grundlage der Technik sind physikalische Phänomene wie z.B. das Entstehen von Kälte beim Verdunsten von Wasser (Grundlage für thermische, offene Systeme), oder die druckabhängige Stofftemperatur. Diese Effekte werden noch durch Mischen von z.B. Wasser mit Ammoniak gefördert. (Grundlage für thermische, geschlossene Systeme). Die Anlagen arbeiten im Wärmetauscherprinzip, mit einem wirtschaftlichen Wirkungsgrad und ohne ozonschädliche Kältemittel.
Auch die EU sieht die Wichtigkeit dieser Technik. Es bestehen Schätzungen, dass sich der Bedarf an solarer Kühltechnik bis 2020 vervierfachen wird. Es wurde daher von Januar 2007 bis Dezember 2009 ein europäisches Kooperationsprojekt aufgelegt zur Unterstützung und Verbreitung dieser Technik für die Klimatisierung von Gebäuden. Es zielt vor allem auf den Ausbau von Kapazitäten sowie auf die Förderung und Einflussnahme von Entscheidungsprozessen für die praktische Anwendung kleiner und mittlerer solarer Klimatisierungssysteme. Dadurch soll das Vertrauen in die Technologie gestärkt und deren Einführung forciert werden.
Der Architekt, als auch Mitglieder seines teams, sind kooperierende Techniker für Gebäudeenergiepässe an der Architektenkammer Málagas und haben sich u.a. spezialisiert auf energetische Gebäudesanierungen.
Das team eingetragener Architekten, Bauingenieure und Techniker von BAUPHYSICS, S.L. –BUILDING-ADVISERS SPAIN., einer unabhängigen Beratungsgesellschaft für Bauwesen, werden nachhaltige Konzepte und Planungen für energie- und ökoeffiziente Gebäudesanierungen erstellt. Sowie Bauaufnahmen, Bauschadensberichte und Beratungen zu partiellen oder integralen Lösungen bezüglich Qualitätsverbesserungen im Hochbau und technischen Installationen. Gebäudeenergiepässe.
spanisch-englisch-deutsch.
■ MORE INFORMATION:
BAUPHYSICS, S.L. – BUILDING-ADVISERS SPAIN.
Engineering - Energy efficiency - Technology - Sustainability
Paseo de Reding 43, 1º izq.
29016 Málaga (Spain)
Mail: contacto@bauphysics.com
Web: www.bauphysics.com
Publications: www.bauphysics.blogspot.com
We attend in Spanish, English or German language.
© 2010-2011 BAUPHYSICS, S.L. All rights reserved.
_______________________________________________________________
BAUPHYSICS, S.L. – BUILDING-ADVISERS SPAIN.
Engineering - Energy efficiency - Technology - Sustainability
The group of registered architects, civil engineers and technicians are independent surveyors and advisers for integration of renewable energies and energy efficiency in buildings and technical installations, quality improvements of buildings and home comfort, sustainable building concepts and partial or comprehensive solutions for upgrading and retrofitting existing buildings. Services are consulting, planning, engineering, cost control, quality management, supervision of works, reports of defects, Energy Performance Certificates. Spanish-English-German.
