Solaranlagen und Produkte der Vormonate:
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Haus der Erneuerbaren:
100 % Energie aus Sonne, Erdwärme und Biomasse
Das Hauptquartier der europäischen Verbände für erneuerbare Energien steht in Brüssel und ist zugleich Visitenkarte und Leistungsschau der Branche. Der Solarserver präsentiert das
denkmalgeschützte Gebäude im Herzen der europäischen Hauptstadt, das vollständig regenerativ mit Wärme, Kälte und Strom versorgt wird, als "Solar-Anlage des Monats". Das
Energiekonzept zur Heizung und Klimatisierung umfasst eine Solarwärmeanlage, einen Pelletskessel, ein Erdwärmesystem und gebäudeintegrierte Photovoltaik.
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Renewable Energy House in der Rue d'Arlon(Brüssel); Pelletsheizung; Brennstoff Holzpellets. Quelle: EREC
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Das "Renewable Energy House" wird zu 100 % mit erneuerbaren Energien beheizt und gekühlt: Mit einer vollautomatischen Pelletsheizung (80 kW) und einer Wärmepumpe, die Energie aus
vier 115 Meter tiefen Bohrlöchern zur Heizung nutzt sowie mit einer solarthermischen Klimatisierung mit 60 Quadratmetern Kollektorfläche, welche die Büros im Sommer mit Solarwärme
kühlt. Photovoltaikmodule der neuesten Generation erzeugen Strom aus Sonnenlicht und zeigen, wie elegant Solarstromanlagen in ein historisches Gebäude integriert werden können.
Voraussetzung für die komplett regenerative Energieversorgung sind die verwirklichten Maßnahmen zur Energieeffizienz. Sie senken den Jahresenergieverbrauch für Heizung, Lüftung
und Klimatisierung im Vergleich zu einem herkömmlichen Gebäude etwa um 50 %.
Das Konzept: Energie sparen und Erneuerbare nutzen
Die Planung hob darauf ab, das Gebäude zum Referenzobjekt für die Integration von Technik zur Nutzung erneuerbarer Energien zu machen. Alle Komponenten dienen zur Senkung des
Energieverbrauchs und zur Versorgung aus regenerativen Quellen. Die effiziente Kopplung dieser Komponenten ist die Grundlage für die Vollversorgung mit Erneuerbaren.
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Für die Energieeffizienz wurden Dach und Fassade wärmegedämmt, beschichtetes Fensterglas eingesetzt, ein hoch effizientes Beleuchtungssystem und eine Lüftungsanlage mit
Wärmerückgewinnung installiert. Mit seiner Kombination aus Pellets, Solarwärme und Geothermie erfüllt das System ganzjährig die hohen Ansprüche an den Komfort der Arbeitsplätze
und der repräsentativen Räume. Die Nutzung der Erneuerbaren in einem komplexen System muss in jedem Fall auf die Besonderheiten des Gebäudes abgestimmt werden und erfordert eine
sorgfältige Planung.
Foto: Büro im Renewable Energy House: Energiesparen und komfortable Arbeitsplätze müssen kein Widerspruch sein. Quelle: EREC
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Das umfassende Energiekonzept wurde vom Europäischen Rat für Erneuerbare Energien (EREC) und seinen Mitgliedsverbänden gemeinsam mit dem Architekten und einem Energieberater sowie
dem Technikausschuss entwickelt, um die maximale Nutzung der Erneuerbaren und höchste Energieeffizienz zu gewährleisten.
Das Haus der Erneuerbaren verbraucht 50 % weniger Energie für Heizung, Lüftung und Klimatisierung als ein Referenz-Gebäude. Grafik: EREC
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Das Haus der Erneuerbaren präsentiert auch die aktuellsten Photovoltaiktechnologien (zum Beispiel Dünnschicht- und semitransparente Solarmodule). Die zusätzlich benötigte
Elektrizität wird in Form von Ökostrom bezogen, so dass das Haus der Erneuerbaren ausschließlich mit regenerativen Energien versorgt wird.
Direkt am Eingang des großen Versammlungsraumes befinden sich verschiedene Wechselrichter, die den Gleichstrom aus den Modulen in Wechselstrom umwandeln, der im Haus verwendet
wird.
Foto: EREC
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Abgestimmtes System zur Heizung und Kühlung mit erneuerbaren Energien
Das Renewable Energy House wird ganzjährig mit erneuerbaren Energien geheizt und im Sommer auch klimatisiert. Die Kombination von Biomasse, Solarenergie und Erdwärme zeigt
exemplarisch, dass eine vollständige Heizung und Kühlung mir erneuerbaren Energien in einem großen Teil der Gebäude in Europa möglich ist. Dabei bot das 120 Jahre alte Haus
keineswegs ideale Voraussetzungen. Die gelungene Vollversorgung mit erneuerbaren Energien beweist jedoch, dass mit neuesten Technologien eine positive Energiebilanz erreicht
werden kann, besonders in Neubauten. Mit Solarwärme-, Geothermie- und Photovoltaikanlagen können diese mehr Energie produzieren, als im Haus verbraucht wird.
Die zentralen Komponenten sind ein Pelletskessel mit einer Wärmeleistung von 80 Kilowatt, Sonnenkollektoren mit einer Fläche von 60 Quadratmetern (42 kW Wärmeleistung) und vier
jeweils 115 Meter tiefe Erdwärmetauscher, die mit einer elektrischen Wärmepumpe gekoppelt sind. Im Winter wird die Erdwärme zur Heizung genutzt, im Sommer dienen die Bohrlöcher
als "Kühlturm" für die thermisch angetriebene Klimaanlage (Leistung 37.5 kW).
Erneuerbare Wärme im Winter
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In den kalten Jahreszeiten liefern vor allem der Pelletskessel und die Wärmepumpe Energie. Die Wärme aus dem Pelletskessel wird in die Heizkörper des Hauptgebäudes geleitet; die
Heizung des hinteren Gebäudeteils erfolgt durch die Wärmepumpe, welche die Bodentemperatur der Bohrlöcher im Innenhof nutzt. Beide Komponenten speisen den selben, 5.000 Liter
fassenden Wärmespeicher. Wegen der Verschattung durch benachbarte Gebäude können die Sonnenkollektoren im Winter nur einen geringen Beitrag zur Wärmeversorgung leisten. Dennoch
senken die solaren Energiegewinne den Verbrauch von Holzpellets. Im Winter arbeitet das Erdwärmesystem unabhängig vom Biomasse- und Solarkreislauf.
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Solare Klimatisierung im Sommer
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Das Herz der Klimaanlage ist die mit Wärme betriebene Kältemaschine. Während herkömmliche Kühlaggregate in Spitzenlastzeiten viel Strom verbrauchen, wird das System im Haus der
Erneuerbaren mit relativ niedrigen Vorlauftemperaturen von etwa 80° Celsius und nur geringem Stromverbrauch für die Regelung und die Pumpen betrieben. Die Wärme für die Kühlmaschine
liefert die thermische Solaranlage, die bei bedecktem Himmel vom Pelletskessel unterstützt wird. Da die hohe Sonneneinstrahlung und der Energiebedarf für die Kühlung gleichzeitig
auftreten, können die Kollektoren im Sommer einen großen Teil der benötigten Wärme erzeugen. Die solare Kühlung ist somit eine ideale Nutzungsform der Sonnenkollektoren.
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Energie aus Biomasse
Biomasse entsteht bei der so genannten Photosynthese, dabei wird Sonnenenergie in Pflanzen gespeichert. Die Biomasse kann sowohl in fester Form (zum Beispiel Holz und Grüngut) als
auch feucht genutzt werden (Silage, Mist, Gülle). Darüber hinaus werden Pflanzenöle und Energiepflanzen zur Strom- und Wärmeproduktion genutzt.
Das Hauptgebäude des Hauses der Erneuerbaren wird mit Holzpellets beheizt, einem sauberen, CO2-neutralen und komfortablen Brennstoff aus Resten der Holzverarbeitung, die ohne
Klebstoffe oder andere Zusätze unter hohem Druck zu den zylinderförmigen Pellets gepresst werden. Sie haben einen Durchmesser von 6 – 10 Millimetern und sind 10 bis 30
Millimeter lang. Mit ihrem hohen Energiegehalt sowie durch die einfache Auslieferung und Lagerung sind Pellets ideal für vollautomatische Heizungsanlagen. Ihr Marktanteil wächst
rasch und die Pelletsfeuerungen entwickeln sich zur Schlüsseltechnologie der Biomassenutzung, nicht nur in Europa. Energiepellets sind ein viel versprechender Weg zur Nutzung
heimischer Ressourcen und leisten einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz.
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Die Pelletsheizung hat viele Vorteile: Der komprimierte Brennstoff kann billiger und leichter transportiert werden als andere Formen der Biomasse. Die Standardisierung erlaubt eine
Verbrennung mit extrem niedrigen Emissionen, auch in kleinen Anlagen.
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Pelletskessel; Brennstoff Holzpellets. Foto EREC
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Pellets sind für den Verbraucher höchst komfortabel, denn sie werden mit einem Tanklastzug angeliefert und können in vollautomatischen Zentralheizungen so effektiv und
benutzerfreundlich wie Öl oder Gas verwendet werden.
Im Renewable Energy House arbeitet ein 80 kW-Pelletskessel. Zwei miteinander verbundene Pellets-Speicher nehmen rund 15 Tonnen der Holzpresslinge auf. Zwei bis drei Mal pro Jahr
liefert ein Tanklastzug Nachschub, der mit Druckluft in die rechteckigen Kellerräume eingeblasen wird, die als Speicher dienen. Von dort transportiert ein Fördersystem die Pellets
automatisch in die Brennkammer. Bei dem Kessel handelt es sich um ein Unterschubfeuerungssystem mit Nachbrenner und automatischer Zündung. Die Pellets werden kontrolliert von
unten auf die Brennerplatte geführt. Sie verbrennen bei langsamer Luftzufuhr optimal und mit minimalen Emissionen.
Die Wärmeleistung kann dem Heizbedarf vollautomatisch angepasst werden vom "Stand-By" bis zur Volllast. Der Kessel ist mit dem 5.000 Liter fassenden Heißwasserspeicher verbunden,
an den auch die Wärmepumpe angeschlossen ist und heizt das Hauptgebäude. Die anfallende Asche wird automatisch so stark verdichtet, dass der Aschebehälter nur alle zwei bis 3
Monate geleert werden muss. Die Asche enthält wertvolle Mineralstoffe und kann als Dünger verwendet werden.
Wärme aus der Tiefe
Erdwärme ist Energie, die als Hitze unter der Erdoberfläche gespeichert ist. Sie wird zur Stromerzeugung im großen Stil genutzt, zur Nahwärmeversorgung und mit kleinen,
dezentralen Wärmepumpen auch für Heizung und Klimatisierung. Weil sie unabhängig von Jahreszeit und Wetter zur Verfügung steht, spielt die geothermische Energie eine wichtige
Rolle im Mix der Erneuerbaren. Eine Wärmepumpe versorgt die Heizkörper des hinteren Gebäudeteils des Renewable Energy House mit einer Vorlauftemperatur von 35-40 °C, in jedem Fall
aber unter 55 °C. Die maximale Heizlast dieses Gebäudeteils liegt bei 25 kW. Die elektrische Wärmepumpe mit einer maximalen Heizleistung von 28,3 kW bringt Wärmeenergie von einem
niedrigeren auf ein höheres Temperaturniveau, so dass diese zum Heizen genutzt werden kann.
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Bohrung für das Erdwärmesystem. 115 Meter tiefe Bohrlöcher im Innenhof des Renewabel Energy House. Fotos: EREC
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Das Erdwärmesystem wird nicht nur zur Heizung genutzt, sondern auch zur Unterstützung der solaren Klimatisierung im Sommer. Dann dienen die Bohrlöcher als Kühlkörper für die
Abwärme der solar betriebenen Kühlmaschine und die überschüssige Wärme wird im Erdboden gespeichert. Deshalb wurden die vier Bohrlöcher im Innenhof sowohl für die Heizung als auch
für die Klimatisierung ausgelegt.
Solarwärme zum Kühlen
Die Solarwärmeanlage mit je 30 Quadratmetern Flach- und Röhrenkollektoren erzeugt fast die gesamte Energie für die sommerliche Kühlung. Nur gelegentlich wird sie vom Pelletskessel
unterstützt. Moderne Solarwärmeanlagen arbeiten sowohl bei direkter als auch bei diffuser Sonneneinstrahlung und können zur Heizung und Kühlung, aber auch zur Produktion von
Prozesswärme oder Meerwasserentsalzung genutzt werden.
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Die Voraussetzungen des Hauses für die Solarwärmeproduktion sind nicht ideal: Alle Dächer werden zumindest teilweise von den hohen Gebäuden in der Nachbarschaft verschattet, kein
Dach ist direkt nach Süden ausgerichtet und die freien Dachflächen sind begrenzt.
Foto: EREC
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Doch selbst die nach Osten und Westen orientierten Kollektoren arbeiten sehr effizient und weisen gegenüber der Südorientierung nur geringe Ertragseinbußen auf, denn in den
heißesten Tageszeiten scheint die Sonne entweder auf das nach Osten oder das nach Westen ausgerichtete Kollektorfeld. Der Kühlbedarf und die Energieproduktion sind deckungsgleich.
Der solaren Kühlung wird eine große Zukunft vorausgesagt, weil der hohe Energiebedarf zum Kühlen zeitlich einhergeht mit den maximalen Solar-Erträgen.
Solarwärmeanlagen zur Brauchwassererwärmung arbeiten mit Temperaturen von etwa 60 °C. Solare Kühlsysteme hingegen benötigen höhere Vorlauftemperaturen. Im Renewable Energy House
sind es beispielsweise zwischen 70 und 95 °C. Deshalb werden Hochleistungskollektoren verwendet, die den Systemwirkungsgrad maximieren. Auf dem nach Osten weisenden Dach sind 30
m2 Vakuumröhrenkollektoren installiert. Auf dem West-Dach sind 30 m2 Hochleistungs-Flachkollektoren montiert, die normalerweise zur Erzeugung von industrieller Prozesswärme
genutzt werden. Sie können Temperaturen bis 250°C erzeugen.
Integration der Solarstromtechnik im Haus der Erneuerbaren
Im Renewable Energy House werden unterschiedliche Photovoltaik-Technologien gezeigt, um die Besucher mit der Solarstromproduktion vertraut zu machen, darunter sieben
monokristalline Solarmodule auf dem Dach des hinteren Gebäudeteils. In die Fenster des Gangs, der zum hinteren Gebäudeteil führt wurden sechs Dünnschichtmodule integriert. Darüber
hinaus enthält das Dach des Gangs jeweils drei multikristalline Module, drei monokristalline Module und vier Dünnschichtmodule einschließlich eines innovativen
Befestigungssystems.
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Photovoltaik oben und unten: Solarmodule auf dem Dach und in die Fenster integriert. Fotos: EREC
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An der rückseitigen Fassade können weitere fensterintegrierte PV-Module besichtigt werden. Zusätzliche Photovoltaikintegrationen sind geplant. Die gesamte Solarstromanlage hat eine
Spitzenleistung von 3 kWp und wird jährlich rund 2.550 Kilowattstunden Solarstrom erzeugen.
Alle wichtigen Verbände unter einem Dach
Am 22.03.2006 wurde das Renewable Energy House eingeweiht von Prinz Laurent von Belgien, dem belgischen Premierminister Guy Verhofstadt, EU-Kommissionspräsident José Manuel
Barroso und den vier EU-Kommissaren Andris Piebalgs, Stavros Dimas, Margot Wallström und Louis Michel sowie Professor Arthouros Zervos, Präsident des Europäischen Rates für
Erneuerbare Energien (EREC).
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Belgiens Premierminister Guy Verhofstadt, EU-Kommissionspräsident José Manuel Barroso, Energiekommissar Stavros Dimas und Prinz Laurent von Belgien (hinten) weihten das Renewable
Energy House ein v. l. n .r.)
Foto: EREC
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Im Renewable Energy House sind erstmals alle wichtigen Verbände im Bereich der Erneuerbaren unter einem Dach im politischen Zentrum Europas präsent - mit insgesamt 45 Mitarbeitern
unter dem Dach des Gebäudes mit 2.000 Quadratmetern Nutzfläche. Das Musterbeispiel für die Nutzung regenerativer Energiequellen und Energieeffizienz steht in Sichtweite der
EU-Institutionen in Brüssel. "Über 30 europäische Unternehmen haben das Vorhaben unterstützt, indem sie die aktuellsten Techniken zur Nutzung der Erneuerbaren in das 120 Jahre alte
und denkmalgeschützte Gebäude integrierten", sagte EREC-Generalsekretärin Christine Lins bei der Einweihung.
Verbände im Renewable Energy House:
EREC: European Renewable Energy Council
AEBIOM: European Biomass Association
EGEC: European Geothermal Energy Council
EPIA: European Photovoltaic Industry Association
ESHA: European Small Hydropower Association
ESTIF: European Solar Thermal Industry Federation
EUBIA: European Biomass Industry Association
EUFORES: European Forum for Renewable Energy Sources
EUREC Agency: European Renewable Energy Centres Agency
EWEA: European Wind Energy Association
GWEC: Global Wind Energy Council
Material und Bilder: EREC, Übersetzung und redaktionelle Bearbeitung: Rolf Hug
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