IKZ-ENERGY Ausgabe 6/7 2015 - Probeheft by strobelverlag

6/7 | Juni 2015

Auszeichnung:

„Regubox“ Exklusiv-Verteilerschrank: ausgezeichnet im Design

www.oventrop.de

www.ikz-energy.de

Innovation + Qualität

Rentable Solaranlagen

Seite 14

Smarte Gebäude

Seite 34

Lüftungstechnik und Raumgestaltung

Seite 40

Für die perfekte PV-Anlage tue ich alles. Ich steige Ihren Kunden sogar aufs Dach. Daniel Wiedmaier, Technischer Berater Montagesysteme BayWa r.e. Solar Energy Systems GmbH

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Verantwortung heißt für uns, ganz nah dran an den Bedürfnissen unserer Kunden zu sein. Deshalb endet unser Service für unsere Fachpartner und Installateure nicht einfach mit der termingerechten Lieferung der Produkte auf die Baustelle: Wir packen an und unterstützen Sie direkt vor Ort bei der Erstmontage unseres ausgezeichneten Montagesystems novotegra und

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zeigen Ihnen auf dem Dach Tipps und Tricks. Und das kostenlos. Denn Qualität und bester Service für unsere Kunden sind uns wichtig - dafür wurden wir 2015 zum wiederholten Male von führenden Installateuren mit Bestnoten bewertet und mit dem Qualitätssiegel „Top PV Zulieferer“ der EUPD Research ausgezeichnet. Mehr dazu erfahren Sie unter: solarenergysystems.baywa-re.com

EDITORIAL

Sehr geehrte Leserinnen und Leser der IKZ-ENERGY, die Innovationskraft der Solarbranche ist ungebremst. In besonders konzentrierter Form zeigt sich dies auf der Intersolar Europe in München. Die weltweit führende Fachmesse für die Solarwirtschaft überrascht jedes Jahr aufs Neue mit herausragenden Zeugnissen der Kreativität und des Erﬁndergeistes der Branche. Die Grundlagen vieler der im Juni in München präsentierten Solarprodukte werden von der hiesigen Spitzenforschung gelegt. Die über das ganze Land verteilten akademischen und industriellen Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen zählen nach wie vor zur Weltspitze. Solarenergie ist aus Deutschland nicht mehr wegzudenken, Millionen von Menschen gewinnen hierzulande umwelt- und klimafreundlich Strom und Wärme. Inzwischen kann Solarenergie zu Preisen erzeugt werden, die vor einigen Jahren kaum vorstellbar waren und die zunehmend konkurrenzfähig sind. Investitionsentscheidungen für Solarenergie sind längst nicht mehr nur eine Frage der Überzeugung, sondern oft in erster Linie wirtschaftlich begründet. Als Impulsgeber, als Ort der Innovation und Diskussion zählt die Intersolar Europe mit Messe und Konferenz zu den wichtigen Terminen des Jahres, nicht nur für Solarexperten. Im Mittelpunkt des Interesses stehen natürlich die neuesten technischen Entwicklungen. Besonders augenfällig: Die Nachfrage nach Speichertechnologien und kompletten Systemlösungen für eine möglichst hohe private oder gewerbliche Eigenversorgung aus der Kraft der Sonne ist sprunghaft gestiegen. Als Exklusivpartner der Messe werden wir in München die Erfolgsrezepte für die Markterschließung im In- und Ausland erörtern, neue Geschäftsmodelle diskutieren und diese im engen Austausch mit der Branche weiterentwickeln. Begleitet wird die Messe in diesem Jahr zudem erstmals von der von uns organisierten bundesweiten Marketingkampagne „Woche der Sonne und Pellets“. Auch weltweit setzen immer mehr Länder auf Solarenergie. Deutlich wurde dies zuletzt beispielsweise bei der Energiewendekonferenz „Berlin Energy Transition Dialogue“, die der Bundesverband Solarwirtschaft mit Unterstützung der Intersolar Europe initiiert und mit dem Auswärtigen Amt sowie dem Bundeswirtschaftsministerium umgesetzt hat – die rund 800 Teilnehmenden kamen aus mehr als 60 Nationen. Und natürlich wird sich die Internationalität der Branche auch wieder an der großen Vielfalt der Aussteller und Besucher der Intersolar Europe zeigen. Ich hoﬀe, auch Sie Anfang Juni in München begrüßen zu dürfen, und wünsche Ihnen schon heute eine erfolgreiche Messe. Wir freuen uns auf Ihren Besuch an unserem Messestand in Halle B1 an unserem Stand 558. ■

Carsten Körnig Hauptgeschäftsführer, Bundesverband Solarwirtschaft e. V. www.solarwirtschaft.de

Intersolar Europe 2015

und die IKZ-ENERGY Den STROBEL VERLAG nd 134. ﬁnden Sie in Halle B3, Sta Besuch! Wir freuen uns auf Ihren

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INHALT

RUBRIKEN 3 63 66 67

Editorial Tipps & Trends Firmen & Fakten Impressum

TITELTHEMEN 14 Rentable Solaranlagen Während Solaranlagen vor ein paar Jahren noch einen wahren Boom erlebten, rechnen sich die Freilandanlagen aufgrund der gesetzlichen Degression der EEG-Vergütungssätze heute kaum noch. Der Amortisationszeitraum liegt bereits bei über zehn Jahren und gewährleistet mit dem klassischen Anlagenbau keinen sicheren und langfristigen Betrieb mehr. Ein Hersteller hat daher eine PV-Anlage entwickelt, deren Dünnschichtmodule rahmenlos und ohne Verschraubung auf dem Boden verlegt werden können.

34 Lösungen für anspruchsvolle Aufgaben Smart Home ist zweifelsohne ein Baustein, um die klimapolitischen Ziele in Deutschland zu erreichen. Mit aufeinander abgestimmten Komponenten und einer übergeordneten Systemebene lassen sich die Betriebskosten von Häusern und Wohnungen senken. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) und der Energieausweis geben der Gebäudeautomation zudem einen neuen Stellenwert. Komfort und Sicherheit spielen neben der Energieeinsparung für die Interessenten an intelligenter Gebäudetechnik aber ebenfalls eine große Rolle.

IKZ-ENERGY AKTUELL 6

Energiespeicher und neue Geschäftsmodelle Die Intersolar Europe wartet mit zahlreichen Neuheiten und vielseitigem Rahmenprogramm auf.

SONNENENERGIE 10 PV-Energiespeicher für stabile Netze Was passiert bei der totalen Sonnenﬁnsternis 2081? 12 „Energiewende und Armutsbekämpfung gehören zusammen“ Interview mit BSW-Präsident Joachim Goldbeck. 14 Rentable Solaranlagen Kostenersparnis: Aufbau bodenliegender PV-Anlagen auf jeder Fläche möglich. 18 Blei-Akku-Speicher umweltgerecht entsorgen Wie Alt-Akkus in einem geschlossenen Recyclingkreislauf verwertet werden.

40 Die Lüftungstechnik in der Raumgestaltung Nicht nur bei Architekten, sondern auch bei Raumgestaltern, sorgen sichtbare Elemente der Lüftungstechnik nicht selten für Vorbehalte aufgrund der „Optik“. Dies betriﬀt sowohl Komponenten und Bauteile im Innenraum als auch sichtbare Komponenten an und in der Fassade (Umschließungsﬂäche), der Außenansicht des Gebäudes.

22 Intelligent verbinden Maximale Erträge durch Wechselrichter-Auslegungssoftware. 26 Filigran, schick – und produktiv PV-Stahlseilnetze könnten bald das Stadtbild prägen. 30 Mehr Unabhängigkeit und mehr Eigenkontrolle Der Weg zum ganzheitlichen Energiemanagementsystem.

CLEVER & SMART 34 Lösungen für anspruchsvolle Aufgaben Mit smarten Gebäuden Energie einsparen – ein Blick auf den Markt und die Technologien.

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INHALT

ENERGIEEFFIZIENZ 40 Die Lüftungstechnik in der Raumgestaltung Anmerkungen zur sichtbaren Integration lüftungstechnischer Komponenten in den Innenraum. 48 Hohe Raumluftqualität wichtiger denn je Raumgestaltung und Raumlufttechnik im Interview. 50 Wertschätzen statt wegwerfen Überschussstrom: Wärmepumpen verfügen über großes Potenzial für das Lastmanagement. 52 Es geht auch anders Diﬀerenziertes Wärmekonzept für ein Mischgebäude. 58 Luftheizung als wirtschaftliche All-in-one-Paketlösung Lüftung, Wärme- und Warmwasserbereitung hoch eﬃzient in einer zentralen Anlage kombiniert.

Premium Armaturen + Systeme „Regubox“ Exklusiv-Verteilerschrank: ausgezeichnet im Design Auszeichnung:

Der „Regubox“ Exklusiv-Verteilerschrank wurde für die Wohnungsstationen „Regudis“ sowie für die Flächenheizungsverteiler „Multidis SF“ konzipiert. Der Schrank im konsequent geometrisch angelegten Design hat eine ansprechende Form. Die Linienführung ist klar und übersichtlich, unnötige Kanten und Ecken werden vermieden. Der Korpus ist aus Edelstahl mit rahmenloser Glastür. Durch seine reduzierte Formgebung ist er nicht Fremdkörper, sondern passt sich der Umgebung an. Funktion, Form und sparsamer Materialeinsatz werden ganzheitlich berücksichtigt. Die „Regubox“ wurde mit dem Award „Design Plus 2015“ ausgezeichnet. Bitte fordern Sie weitere Informationen an: OVENTROP GmbH & Co. KG Paul-Oventrop-Straße 1 D-59939 Olsberg Telefon (0 29 62) 82-0 Telefax (0 29 62) 82-400 E-Mail mail@oventrop.de Internet www.oventrop.de

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IKZ-ENERGY AKTUELL Messen

Begleitend zur Intersolar Europe ﬁndet die Intersolar Europe Conference statt – hier wird auf internationaler Ebene zum Beispiel über Marktentwicklungen und politische Rahmenbedingungen referiert und diskutiert. Wer die Hintergründe aktueller Entwicklungen in der Solarwirtschaft verstehen will, kommt sowohl an dieser Konferenz als auch an einem Messebesuch nicht vorbei.

Energiespeicher und neue Geschäftsmodelle Die Intersolar Europe wartet mit zahlreichen Neuheiten und vielseitigem Rahmenprogramm auf Vom 10. bis 12. Juni 2015 steht die Messe München im Mittelpunkt der Solarwelt. An diesen Tagen treﬀen sich auf der Intersolar Europe, der weltweit führenden Fachmesse der Solarwirtschaft, Branchenvertreter aus aller Welt. Die Besucher erwartet zudem ein umfangreiches Rahmenprogramm. Neue Finanzierungs- und Geschäftsmodelle für die Photovoltaik spielen eine wichtige Rolle auf der diesjährigen Intersolar Europe – das gilt auch für das umfangreiche Rahmenprogramm. PV-Anlagen spielen bei der Stromerzeugung weltweit eine immer bedeutendere Rolle: Das Marktforschungsunternehmen IHS sagt für 2015 einen Anstieg der Nachfrage um 16 bis 25 % voraus. Das Zubau-Volumen könnte demnach 53 bis 57 GW erreichen. Wachstumstreiber der Branche sind vor allem Märkte wie China, Japan und die USA, für Europa wird ein konstantes Wachstum erwartet. Herausforderung und Chance zugleich liegen etwa in den stark

gefallenen Systemkosten sowie in den auslaufenden staatlichen Förderungen. Dieser Umstand erfordert neue Finanzierungsund Geschäftsmodelle. Neuheitenbörse Die dafür notwenigen Technologien, Produkte und Dienstleistungen zeigen zahlreiche Aussteller auf der Neuheitenbörse in Halle B3, Stand B3.450. Besonders innovative Entwicklungen verdienen es, hervorgehoben zu werden. Genau das wird gegen Ende des ersten Messetages geschehen – bei der Verleihung des Intersolar AWARD und des ees AWARD. Mit dem ees AWARD prämiert die paral-

lel zur Intersolar Europe stattﬁndende ees Europe, die internationale Fachmesse für Batterien, Energiespeichersysteme und innovative Fertigung, bereits zum zweiten Mal die Innovationskraft ihrer Aussteller. Die festliche Veranstaltung ﬁndet am 10. Juni von 16.30 bis 18.00 Uhr statt. Vorab präsentieren die nominierten Unternehmen ihre Lösungen dem Publikum in Kurzvorträgen. Workshops und Vorträge Ein von vielen Besuchern geschätztes Angebot sind Vorträge und die Teilnahme an Workshops im Rahmenprogramm der Messe. Hier bietet sich Interessenten die

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IKZ-ENERGY AKTUELL Messen

Chance, ihr Wissen zu ausgewählten Themen auf den neuesten Stand zu bringen und zu vertiefen. Als Partner der Intersolar Europe wird unter anderem die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) mit einem umfangreichen Programm vertreten sein. Im Fokus der Vortragsreihe „DGS Sonnenenergie aktuell“ auf der Neuheitenbörse am 12. Juni von 14.00 bis 16.00 Uhr stehen dabei Aspekte wie die Wirtschaftlichkeit von PV-Anlagen, Sicherheit und Wärmenetze. Bewährt haben sich auch die Workshops des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar), in denen Fachwissen kompakt und anwendungsorientiert vermittelt wird. Auf dem Programm von insgesamt sechs Messeworkshops stehen z. B. die „Finanzierung von Solarprojekten in Schwellen- und Entwicklungsländern“. Hier stellen Vertreter von Solarunternehmen sowie Finanzierungsexperten Referenzprojekte vor. Gemeinsam mit der International Renewable Energy Agency (IRENA) organisiert der BSW-Solar auch den Workshop „From niche to mainstream – Falling costs of solar open new market segments for solar applications“. Weitere Workshops drehen sich um die Themen Solarpark-Auktionen, PV-Eigenversorgungsmodelle, das neue Energie Label für Solarthermie-Anlagen und das Recycling von PV-Anlagen und Batterien. Intersolar Europe Conference Im Internationalen Congress Center München (ICM) ﬁndet begleitend zur Intersolar Europe vom 9. bis 10. Juni die Inter-

Besonders innovative Entwicklungen verdienen es, hervorgehoben zu werden. Genau das geschieht am Ende des ersten Messetages bei der Verleihung des Intersolar AWARD und des ees AWARD.

solar Europe Conference statt. Die 200 Referenten und rund 1100 Teilnehmer der Konferenz werden die Themen der Messe vertiefen und dabei Trends ausleuchten. Wer die Hintergründe aktueller Entwicklungen in der Solarwirtschaft verstehen will, kommt an dieser Konferenz nicht vorbei. ees Europe Eine wichtige Bedeutung für die Photovoltaik haben Energiespeicherlösungen. Auf diesem Thema liegt der Schwerpunkt der parallel zur Intersolar Europe statt-

ﬁndenden ees Europe. Die ees Europe ist Europas größte Fachmesse für Batterien, Energiespeichersysteme und innovative Fertigung. Sie ist die Branchenplattform für Ausrüster, Hersteller, Händler und Anwender von stationären und mobilen elektrischen Energiespeicherlösungen. In diesem Jahr richtet die ees Europe erstmals eine eigene Konferenz aus, die ees Europe Conference. Die Sonderschau Innovative Mobilität legt den Schwerpunkt auf das Thema E-Mobilität (Halle B1, Stand B1.470). Hier erfahren Besucher mehr über innovative Fahrzeugkonzepte und Ladetechnologien. Intersolar Europe App Neben den hier skizzierten Veranstaltungen bietet die Intersolar Europe eine ganze Reihe weiterer Events. Eine komplette Übersicht dazu ﬁnden Besucher zu Messebeginn über die Intersolar Europe App. ■ Bilder: Solar Promotion

KONTAKT

Intersolar Europe und ees: die größte Plattform für die Kombination von Photovoltaik und Energiespeichern weltweit.

Solar Promotion GmbH 75101 Pforzheim Tel. 07231 585980 Fax 07231 5859828 info@intersolar.de www.intersolar.de

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Stellen Sie sich eine Lösung vor, mit der Sie die erzeugte Energie Ihrer PV-Anlage sammeln, speichern und verwalten können. Stellen Sie sich vor, Sie nutzen die Energie, wann immer Sie sie brauchen: nach Sonnenuntergang, während der Nacht oder am frühen Morgen. Stellen Sie sich vor, Sie koordinieren Ihre Energie und passen Ihren Verbrauch dem täglichen Bedarf an. Stellen Sie sich vor, das Ganze mit Ihrem Smartphone oder Tablet zu steuern. Stellen Sie sich ein Gerät vor, das einfach zu installieren und leicht zu bedienen ist. Sie können jetzt aufhören es sich vorzustellen, denn mit REACT ist all dies möglich. Der neue Solar-Wechselrichter mit integriertem Energiespeicher von ABB. www.abb.com/solarinverters

SONNENENERGIE PV-Speicher

PV-Energiespeicher für stabile Netze Was passiert bei der totalen Sonnenfinsternis 2081? Die partielle Sonnenfinsternis am 20. März 2015 hat wieder die öffentliche Aufmerksamkeit auf die Frage gelenkt, ob ein weiterer Ausbau der dezentralen PV-Anlagen die Netzstabilität gefährden kann. Auch wenn die vier Übertragungsnetzbetreiber die Herausforderung mit viel Aufwand gemeistert hatten, sind Zweifel verständlich. Sind Ausbauziele bis zur Fördergrenze nach dem EEG von 52 GW oder gar 200 GW aus Photovoltaik, wie es Solarexperten für möglich und notwendig halten, in Deutschland überhaupt mit einem stabilen Netzbetrieb vorstellbar? Bei der Beantwortung dieser Fra- haltung für einen sicheren Netzbetrieb sormix unterzubringen. Der Speicher ist außerdem die Voraussetzung für viele ge muss berücksichtigt werden, dass in gen. Deutschland der Verbrauch etwa zwischen Systemdienstleistungen wie die TeilTrotzdem bin ich fest davon überzeugt, 35 GW – etwa an einem sonnigen Pfingst- dass wir auch mit einer deutlich höheren nahme am Markt für positive Regelmontag – und 85 GW an einem kalten PV-Installation einen sicheren Netzbetrieb leistung. Winterabend – schwankt. Und sicherlich garantieren können und damit die einlei- t Eine möglichst bidirektionale kommuwird der Anteil der Photovoltaik am extre- tend gestellte Frage mit einem klaren „Ja“ nikative Kopplung mit der Schaltwarte des Netzbetreibers und mit den Leitmen Schwachlasttag nicht 100 % betragen beantworten können. Wir brauchen nur folkönnen, weil auch andere Erneuerbare- gende drei „Bausteine“: zentralen der vermarktenden, virtuellen Energie-Anlagen mit ihrem Strom in die t Deutlich mehr PV-Anlagen mit integKraftwerke. Dies kann auf Basis des inNetze drängen. Dann wird aber kein Platz riertem Speicher. Die Solarstrombattetelligenten Messsystems erfolgen, dass mehr sein für die konventionellen Kraftrie erlaubt einen netzdienlichen Betrieb, nach der Vorstellung des Bundeswirtwerke, die heute als sogenannte Must-Runbei dem die Einspeisespitze gekappt schaftsministeriums gemäß der geraUnits im knapp zweistelligen Gigawattde vorgestellten sieben Eckpunkte für wird, um deutlich mehr PV-Anlagen die intelligenten Netze ab dem Jahre bereich mit ihren Netzsystemdienstleissowohl im lokalen Niederspannungsnetz als auch im Deutschland-Energie2017 ausgerollt werden soll. Noch sind tungen wie Frequenz- und Spannungsnicht alle Funktionen – wie das Einspeisemanagement einer größeren Anzahl von Anlagen – von der aktuellen technischen Richtlinie des Bundesamtes für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) behandelt. Letztendlich wird sich die Akzeptanz über den Preis entscheiden, und die aktuellen debattierten Mehrkosten von bis zu 2000 Euro über 20 Jahre sind im Vergleich zum klassischen Ferraris-Zähler viel zu hoch. Hier muss noch eine Preislernkurve beim intelligenten Messsystem durchschritten werden, bevor auch kleinere Anlage unter 10 kW damit ausgerüstet werden können. t Die Netzanschlussbedingungen müssten so weiterentwickelt werden, dass in der Niederspannungsebene grundlegende Funktionen der Frequenz- und Spannungshaltung auch im Störungsfall des Netzes bereitgestellt werden können.

Schematische Darstellung der Speicherung. Bild: BSW-Solar

KfW-MAP für PV-Speicher eine Erfolgsgeschichte Im Jahr 2013 hat die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) auf Initiative des Bundesumweltminsteriums (BMU) ein Marktanreizprogramm (MAP) für dezentrale Batteriespeicher für PV-Anlagen einge-

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SONNENENERGIE PV-Speicher

führt. Fast 6000 Solarstromspeicher wurden im Jahr 2014 von der KfW gefördert und damit das Ziel der Schaﬀung eines Marktes (insg. ca. 15 000 Speicher seit 2013 im Netz) erreicht. Allein im Jahr 2014 rutschten die Preise für Solarstromspeicher um rund 25 %. Die Preise für die Speichersysteme ﬁelen durch Mengen, technischen Fortschritt und Wettbewerb. Der netzdienliche Betrieb wurde durch das MAP etabliert, und auf Initiative des BMU entstanden hierzu beim Forum Netztechnik Netzbetrieb (FNN) im VDE 2013 und 2014 technische Hinweise, die die Vorstufe für die zukünftigen Anwendungsregeln darstellen. Was sind unter anderem die wesentlichen Eigenschaften des netzdienlichen Betriebes? t Leistungsbegrenzung auf 60 % der installierten PV-Leistung, t gleiche Einspeise-Eigenschaften wie dezentrale Erzeugungsanlagen, t erste Teilnahme an dezentraler Spannungs- und Frequenzhaltung, t frequenzabhängige Wirkleistungsreduzierung (keine-50,2-Hz-Probleme), t Fernsteuerbarkeit zukunftssicher vorgerüstet (RJ45-Buchse), t Software-Update ermöglicht Erfüllung zukünftiger Anforderungen, t netzdienlicher Betrieb erhöht die Netzkapazität um bis zu 66 %.

Wir brauchen ein KfW-MAP 2.0 Die Fortsetzung des MAP für dezentrale Batteriespeicher wäre wichtig, um die nächste Stufe der Systemintegration von PV-Speichersystemen zu erreichen. Hier gibt es bereits eine Reihe von Ideen, wie z. B. die Leistungsbegrenzung auf 50 % der installierten PV-Leistungen, lokale Spannungsregelung am Netzanschlusspunkt und eine erweiterte Frequenzhaltung über 50,2 Hz (Zwangsladen) und 49,8 Hz (Zwangsentladen). Dies führt dazu, dass die Speichersysteme die Netze stabilisieren können, wenn die Regelleistungsmärkte zwischen 49,8 Hz und 50,2 Hz dies nicht mehr vermögen. Bei einer massenhaften Verbreitung von Speichersystemen würden wir in Besitz von Gürtel und Hosenträger für die Energiewende bis 2050 kommen – und für totale Sonnenﬁnsternis 2081 wäre Deutschland vorbereitet. ■

Prof. Dr. Bernd Engel.

genversorgung ist also keine „Entsolidarisierung“ sondern ein wesentlicher Schritt zur dezentralen Energiewende in Bürgerhand.

Autor: Der Autor ist Prof. Dr. Bernd Engel, Sprecher der Fachgruppe Netzfragen im Bundesverband Solarwirtschaft und Universitätsprofessor für Energiesysteme an der TU Braunschweig.

REGELUNGSTECHNIK

Eigenversorgung spart Netzausbau Durch die Förderreduzierung und andere Änderungen der Rahmenbedingungen im EEG 2014 – z. B. die Einführung einer EEG-Umlage auf den Eigenverbrauch – sind viele PV-Marktsegmente eingebrochen. Während der Großanlagenbereich bis 10 MW etwas von den Ausschreibungen der Bundesnetzagentur proﬁtiert, bleibt auf der anderen Seite fast nur das „Prosumer“Segment unter 10 kW. Hier sorgt das Energiemanagement auf Hausebene für eine reduzierte Leistungsaufnahme aus dem Netz bzw. Leistungsabgabe ins Netz. Eine solche Anlage ist auf jeden Fall systemfreundlicher als die Volleinspeiseanlagen, wie sie früher die Regel waren. Außerdem werden die Anlagen bevorzugt in städtischen, vorstädtischen und dörﬂichen Siedlungsgebieten installiert – und nicht auf Scheunen im ländlichen Raum wie früher die 30 kWp Anlagen. Durch die veränderte Netzsituation mit besser ausgebauten Netzen, wo es deutlich weniger Spannungshaltungsprobleme gibt, und die weitgehende Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Last hat sich der Netzausbaubedarf deutlich reduziert. Ei-

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SONNENENERGIE Interview

„Energiewende und Armutsbekämpfung gehören zusammen“ Interview mit BSW-Präsident Joachim Goldbeck Optimistisch für die Solarbranche ist Joachim Goldbeck, weil in den letzten Jahren schon wichtige Etappenziele erreicht wurden. Er wurde Ende November zum Präsidenten des Bundesverbands Solarwirtschaft e. V. (BSW-Solar) gewählt. Die Solarbranche hat in den letzten Jahren dank vieler politischer und technologischer Anstrengungen einen Durchbruch erreicht. Auf gänzlich eigenen Füßen steht sie aber erst, wenn CO2-Emissionen mit ihren Folgekosten belastet werden. Goldbeck setzt auf energieautarke Fabriken und internationale Standards, um die globale Umweltzerstörung aufzuhalten. IKZ-ENERGY: Herr Goldbeck, die Solarbran-

che darbt. Was haben Sie in Ihren ersten 100 Tagen als BSW-Präsident schon bewegt? Joachim Goldbeck: Ich habe viele Termine beim Verband in Berlin wahrgenommen, mit vielen der rund 1000 vertretenen Unternehmen, mit Politikern und Redakteuren gesprochen und Energieforen besucht, wie zuletzt Ende März die internationale Energiewendekonferenz in Berlin, wo sich Wissenschaftler, Wirtschaftsverbände und Spitzenpolitiker austauschen. Denn vor dem Bewegen kommt das Zuhören und Orientieren. Mit einer Reihe von Akteuren konnte ich bereits einen fortwährenden Dialog aufbauen und Impulse setzen. Aber ich merke schon, dass auf dem politischen Parkett die Uhren langsamer und anders gehen als etwa in meinem Unternehmen.

der Atmosphäre ist z. B. nicht eingepreist. Die freigesetzten Emissionen führen zu Klimawandel, Umweltschäden und letztlich zu Armutsﬂüchtlingen, die zu Zehntausenden über die Türkei oder das Mittelmeer nach Europa drängen. Deren Abwehr oder Aufnahme und Integration ist ein Teil dieses Preises.

IKZ-ENERGY: Und das heißt? Joachim Goldbeck: Politiker wollen in ers-

ter Linie wieder gewählt werden. Für sie ist entscheidend, was öﬀentlich relevant und vermittelbar und nicht unbedingt, was die bestmögliche Lösung ist. Derweil lösen sich – in unserer Branche z. B. – die industriellen Kerne auf, mit denen wir Technologieführer waren und bundesweit 400 000 Jobs geschaﬀen haben. Gut ein Viertel davon haben wir schon wieder verloren. IKZ-ENERGY: Wie lautet Ihr Hauptkritik-

punkt? Joachim Goldbeck: Die regenerativen

Energien sind unbegrenzt vorhanden und emissionsfrei. Die Anlagen haben nur einen Anschaﬀungspreis und Wartungskosten. Dem steht der Weltmarktpreis von Öl, Gas oder Kohle gegenüber, nicht aber deren Kosten für die Zerstörung der Erdatmosphäre. Die knappe Deponiekapazität

Joachim Goldbeck ist seit November 2014 Präsident des Bundesverbands Solarwirtschaft e. V. (BSW-Solar). Bild: BSW-Solar

IKZ-ENERGY: Eine gewagte These. Joachim Goldbeck: Das ﬁnde ich nicht,

sondern in globalen Zusammenhängen gedacht. Statt des politischen Klein-klein und betriebswirtschaftlicher Verkürzung müssen wir das Thema endlich volkswirtschaftlich und global angehen. Unsere Branche, die die technischen Lösungen hat, verhungert in Deutschland am ausgestreckten Arm der Politik und einer etablierten Lobby, die auf diversen Klima-

gipfeln seit Jahren Handeln vortäuscht. Währenddessen produziert unser zu kurz springendes Handeln immer neue Probleme, die ganze Landstriche unbewohnbar machen und Menschen in die Flucht hierher schlagen. IKZ-ENERGY: Wie sieht Ihre Lösung aus? Joachim Goldbeck: Eine Bepreisung der

CO2 -Emissionen mit deren Folgekosten und konsequente Investitionen in die Energiewende. Meine Kritiker sagen, Solarstrom und Energieautarkie seien unsolidarisch, weil sich deren Investoren nicht an den Gesamtfixkosten beteiligen wollten. Deshalb werden sie an der EEG-Umlage mit 40 % beteiligt und das sei gerecht. Ich sage dagegen, dass bei perspektivisch 80 bis 100 % Strom aus den schwankenden Quellen Wind und Sonne diejenigen Stromkunden Vorteile haben werden, die ihren Verbrauch flexibel steuern können. Wer in Flexibilität und Energieautarkie investiert, leistet seinen Beitrag zur Energiewende und er sollte zumindest nicht dafür bestraft werden. Wer Energieverbrauch vermeidet, indem er z. B. Glühlampen durch siebenmal effizientere LED-Lampen ersetzt, muss für diese Entlastung des Netzes zurecht auch keine Energiespar-Entsolidarisierungsabgabe entrichten. Wenden wir uns daher gerechten und wirksamen Maßnahmen zu: Eine globale CO2 -Abgabe würde für alle einheitlich die Stromkosten aus fossilen Energien erhöhen – und die EEG-Umlage senken. IKZ-ENERGY: Eine globale Umlage auf CO2 Emissionen ist aber doch nicht realistisch. Joachim Goldbeck: Eine einheitliche globale Lösung muss das Ziel sein. Reale Schritte dahin können zeitnahe nationale und überregionale Vereinbarungen sein, die der Form halber schon mit einer späteren globalen Regelung vereinbar sind. Und

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SONNENENERGIE Interview

solange diese nicht umgesetzt sind, benötigen wir Fördersysteme, die die Wettbewerbsverzerrungen zwischen fossilen und Erneuerbaren Energien ausgleichen. Für die EU kann der Emissionshandel in der Form weiterentwickelt werden, dass erstens der CO2 -Preis auf alle Verbraucher von Öl, Gas und Kohle erhoben wird, und zweitens der CO2 -Preis dahin geführt wird, dass die perspektivischen Kosten des Klimawandels abgedeckt werden. Der langfristige Königsweg ist, die fossilen Rohstoﬀe gleich an der Stelle mit Kosten zu belegen, an der sie aus der Erde geholt werden.

international: Bei einer Delegationsreise Mitte März in den arabischen Raum wurde deutlich, dass Strom aus PV jetzt schon 30 % günstiger ist als Strom aus Öl und Gas bei einem Ölpreis von 50 Dollar je Barrel. Die Energiewende gewinnt international

an Fahrt und wir in Deutschland haben die Möglichkeit, ganz vorne auf der Welle zu reiten. IKZ-ENERGY: Herr Goldbeck, vielen Dank für das Gespräch. ■

IKZ-ENERGY: Worauf liegt für Sie der Fokus der nächsten Monate? Joachim

Goldbeck:

Neben einer ganzen Reihe von Diskussionen, die im politischen Umfeld geführt werden, sehe ich es als das Wichtigste an, dass die Politik uns die Steine für neue Geschäftsmodelle aus dem Weg räumt, damit wir uns aus der Förderabhängigkeit vom EEG befreien können. Es kann nicht sein, dass der deutsche PV-Markt auf gut 1 GW schrumpft, während der Weltmarkt boomt. Ein gesunder Heimatmarkt ist die Voraussetzung für gesunde Unternehmen und erfolgreichen Export. Daneben werde ich die Vorteile der PV wieder in den Fokus bringen: Privatpersonen, Gewerbe und Industrie können schon heute vielfach Solarstrom günstiger erzeugen und verbrauchen als sie Netzstrom beziehen. Das gilt auch

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SONNENENERGIE PV-Anlagen

Trotz der losen Verlegung auf der Kiesschicht wirken – im Gegensatz zu den stehenden Anlagen – keine statischen und dynamischen Belastungen auf die Module, da die Windgeschwindigkeit am Boden 0 m/ sec beträgt. Bild: PEUS-Testing

Rentable Solaranlagen Kostenersparnis: Aufbau bodenliegender PV-Anlagen auf jeder Fläche möglich Während Solaranlagen vor ein paar Jahren noch einen wahren Boom erlebten, rechnen sich die Freilandanlagen aufgrund der gesetzlichen Degression der EEG-Vergütungssätze heute kaum noch. Der Amortisationszeitraum liegt bereits bei über zehn Jahren und gewährleistet mit dem klassischen Anlagenbau keinen sicheren und langfristigen Betrieb mehr. Ein Hersteller hat daher eine PV-Anlage entwickelt, deren Dünnschichtmodule rahmenlos und ohne Verschraubung auf dem Boden verlegt werden können. Durch den Wegfall der Stahlkonstruktion eignen sich – ganz im Gegensatz zu herkömmlichen PV-Anlagen – nach einfacher Aufbereitung des Untergrunds sowohl Mülldeponien als auch Brachland für die bodenliegende Anlage „PV 2.0“ von der PEUS-Testing GmbH. Gleichzeitig können auf der gleichen Fläche mehr Solarzellenmodule verlegt werden, da keine Mindestabstände zu beachten sind. Während die Anschaﬀungs- und Instandhaltungskosten dank der preisgünstigeren DünnschichtGlas-Module ohne Rahmen und der unnötig gewordenen Bodenpﬂege um bis zu ein Drittel sinken, steigt der Energieertrag um bis zu 5 %. Die Energiewende kann so weiter voran gebracht werden. Die niedrigeren Kosten der „PV 2.0“ sind in erster Linie auf den Wegfall der Untergrundkonstruktion und den Modulrahmen zurückzuführen. Während herkömmliche PV-Anlagen aufgeständert und nach dem Anlegen der Trassen bei Schräglagen und der Verankerung der Stahlkonstruktion

aufwendig montiert und befestigt werden müssen, kommt „PV 2.0“ gänzlich ohne eine derartige Konstruktion aus: Hier wird der Boden planiert und mit einer wasserdurchlässigen Folie versehen. Um die Module sauber und trocken anbringen zu können, wird darauf eine Kiesschicht aufgebracht. Aufgrund ihres Eigengewichts von etwa 16 kg ruhen die Dünnschichtmodule verlagerungssicher auf dem Boden. Eine vom Hersteller in Auftrag gegebene Untersuchung der Rechtsanwälte Geiser & von Oppen kam zu dem Ergebnis, dass die bodenliegenden Anlagen „in allen genannten Befestigungsvarianten den Anforderungen an die Inbetriebnahme nach dem EEG 2012 bzw. dem EEG 2014“ entsprechen, die „insbesondere eine ‚feste Installation’ der Anlage“ verlangen. „Die ersten Anlagen, die vor fünf Jahren bei uns verlegt wurden, kommen auf 5 % mehr Ertrag bei 30 % geringerem Invest“, berichtet Helmut Roppelt, Geschäftsführer der PEUSTesting GmbH. Bild: PEUS-Testing

Gutachten belegen Robustheit PEUS-Geschäftsführer Helmut Roppelt hat die Methode der neuen Photovoltaiktechnik selbst entwickelt und bereits zum

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SONNENENERGIE PV-Anlagen

Patent angemeldet. Um die RentabilitĂ¤t und die Belastbarkeit der Anlage bei Regen, Schnee oder einem Orkan zu beweisen, hat unter anderem das Fraunhofer-Institut fĂźr Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung IFAM das Konzept unter die Lupe genommen und dabei ein positives ResĂźmee gezogen. Es wurde im Rahmen dieser Expertise gezeigt, dass Windgeschwindigkeiten bis 194 km/h (Orkan) keinen EinďŹ&#x201A;uss auf horizontal freiliegende PV-Module haben [,â&#x20AC;Ś] da die Windgeschwindigkeit unmittelbar Ăźber einer umstrĂśmten FlĂ¤che aufgrund der Grenzschichttheorie (EinďŹ&#x201A;uss von Reibung) gleich null ist [â&#x20AC;Ś].â&#x20AC;&#x153; DarĂźber hinaus mĂźssen â&#x20AC;&#x17E;keine zusĂ¤tzlichen Untersuchungen bzgl. der Bodenfestigkeit gemacht werdenâ&#x20AC;&#x153;. Durch die einfache Verlegung der Module und den Wegfall des Festschraubens derselben kann der Preisvorteil der DĂźnnschichtmodule weiter ausgenutzt werden: WĂ¤hrend eine konventionelle PV-Anlage dreimal mehr Montageaufwand erfordert und sich die Kosten auf ca. 1000Â Euro /kp belaufen, ist die â&#x20AC;&#x17E;PV 2.0â&#x20AC;&#x153; mit cirka 700Â Euro/kWp im Sinne der Wirtschaftlichkeit knapp ein Drittel gĂźnstiger. Auch der jĂ¤hrliche GrĂźnschnitt und die PďŹ&#x201A;ege der Anlage entfĂ¤llt, da die Samenbildung und somit der Bewuchs durch das angebrachte Unkrautvlies verhindert werden. Betrieb und Wartung ziehen damit wesentlich weniger Aufwand nach sich. Anbringung auf jeder FlĂ¤che mĂśglich Ein Nachteil der klassischen Freilandanlagen liegt nicht nur darin, dass die Aufstellung zeit-, kosten- und materialintensiv ist, sondern auch PfĂ¤hle benĂśtigt werden, die in den Boden gerammt werden. Da sich beispielsweise auf einer MĂźlldeponie Folien in cirka 30 bis 60 cm Tiefe beďŹ nden und die PfĂ¤hle bis zu 1,5 m in die Tiefe reichen, fĂ¤llt ein Einsatz der normalen Anlagen auf diesem GelĂ¤nde aus. Auch die Alternative, mit Aufbauten zu arbeiten, wĂ¤re sehr teuer. Das Anbringen der â&#x20AC;&#x17E;PVÂ 2.0â&#x20AC;&#x153;-Anlagen hingegen stellt kein Problem dar. â&#x20AC;&#x17E;Gerade im Osten existieren noch viele KonversionsďŹ&#x201A;Ă¤chenâ&#x20AC;&#x153;, weiĂ&#x; Roppelt. â&#x20AC;&#x17E;Diese sind oft mit chemischen Mitteln verunreinigt oder Bomben haben ihre Spuren hinterlassen.â&#x20AC;&#x153; Auch Landwirte haben oft Brachland, das sich nicht anderweitig nutzen lĂ¤sst. â&#x20AC;&#x17E;FĂźr schlechte BĂśden eignen sich die neuen Solaranlagen optimal, da nicht in den Boden eingegriďŹ&#x20AC;en,

6/7/2015â&#x20AC;&#x192;IKZ-ENERGY

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SONNENENERGIE PV-Anlagen

sondern dieser nur bedeckt, wird“, so der Geringere Investition Experte. Aufgrund der einfachen Monta„Nachdem ich meine eigenen Anlagen ge können die Landwirte die Module ohne nun schon seit fünf Jahren in Betrieb habe, Vorkenntnisse sogar selbst verlegen. Auch kann ich sagen: Die Ergebnisse sind besser ein Einsatz neben Autobahnen oder ent- als gedacht“, berichtet Roppelt. Die erste lang von Bahnlinien stellt kein Problem PV-Anlage, die er bei sich verlegte, war dar. Sollte die Fläche eines Tages doch an- 4000 m2 groß und hat eine Leistung von derweitig genutzt werden müssen, so las- 150 kWpeak. „Gegenüber den herkömmlichen sen sich die Module einfach „einsammeln“ Monomodulen erhalte ich 5 % mehr Erund auf ein anderes Gebiet oder das Dach trag und hatte 30 % geringere Investitionskosten“, so Roppelt. eines Gebäudes verlegen. Die Montage der neuen Anlagen wird Wenn man bedenkt, dass die Dünnzudem durch eine Anschlussbox zur Auf- schichtmodule aufgrund der Kiesunterkonnahme von bis zu zehn Strings erleich- struktion – im Gegensatz zu einer Stahltert. Pro String werden sowohl der Strom konstruktion, die nach etwa 20 Jahren zu als auch die Spannung gemessen. Die rosten anfängt – sehr lange benutzt und durch die bodenparallele Lage pro Fläche Elektronik und die Software, die jeden String in der Anlage auf der Gleichspan- mehr Ertrag erzielt werden kann, rechnet nungsseite überwacht, wurden von PEUS sich der Einsatz für Investoren. „Anlagen extra entwickelt. Ein High Speed DC ab 10 kWhp sehe ich bereits als wirtschaftMonitoring vergleicht permanent alle lich sinnvoll an“, erklärt der GeschäftsfühStränge miteinander. Sobald einer von rer. Das entspricht einer Fläche von 200 m2. der Norm abweichen sollte, erhält der BeDa der Preis pro kWp bei 700 Euro liegt, treiber – je nach Wunsch – einen Alarm kann folgende Rechnung für den Jahreservia E-Mail oder Smartphone. Zusätzlich trag angestellt werden: werden alle Daten in einer Cloud gespei- 900 kWh/kWp und Jahr x 12 Cent = 108 Euro chert und können über eine App, den PC, – O & M (Kosten für Betrieb und Wartung) = E-Mail oder SMS jederzeit abgerufen wer- Ertrag: ca. 100 Euro / kWp und Jahr 12 ct/kWh = Eigenverbrauchspeis den.

Aufgrund der Degression der EEG-Vergütungssätze und einem Amortisationszeitraum von über 10 Jahren rechnet sich eine herkömmliche PV-Anlage heute kaum noch. Bild: Rainer Sturm / pixelio.de

Damit ist ein Amortisationszeitraum von etwa sieben Jahren gegeben. Die PEUS-Testing GmbH versteht sich als Partner für Energie und Umwelt-Systeme und wurde im Jahr 2000 als Dienstleistungs- und Testzentrum, überwiegend für Kunden aus der Automobilbranche und Automatisierung, gegründet. Seit 2009 entwickelt PEUS in der Sparte Energietechnik auch bodenliegende PV-Anlagen, die seit 2014 unter dem Produktnamen „PV 2.0“ auf dem Markt erhältlich sind. Mit der Herstellung betriebsfertiger PV- und Batteriespeichersysteme legt PEUS seinen Fokus auf Regenerative Energien. ■

KONTAKT PEUS-Testing GmbH 76571 Gaggenau Tel. 07225 96363003 Fax 07225 96363333 info@peus-testing.de www.peus-testing.de

Durch die Verlegung der „PV 2.0“-Anlagen auf Kies ist kein Eingriﬀ in den Boden und damit auch kein Gutachten nötig. Da keine Untergrundkonstruktion im Boden verankert werden muss, können die Anlagen z. B. auch auf Mülldeponien angebracht werden. Bild: PEUS-Testing

IKZ-ENERGY 6/7/2015

Energie erzeugen, speichern, vernetzen – smarte Energielösungen von Bosch Steigende Energiekosten und gesetzliche Vorgaben zur CO2 -Einsparung lassen nur einen Schluss zu: Ein bewusster Umgang mit Energie und weitere Eﬃzienzsteigerungen sind unumgänglich. Bosch bietet Lösungen zur optimalen Nutzung von Solarstrom in Privathaushalten.

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ner PV-Anlage über die Ver-

cherlösung eine Erhöhung des

netzung von Solarstrom im

Eigenverbrauchs. Wir berei-

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Kombination von elektrischer

Haushalt sowie das Monito-

ten dadurch den Weg zu einer

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und thermischer Energie in

ring der Anlage. Die Anlagen-

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Wechselrichters BPT-S 3-4.6

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stand die vereinfachte Inbe-

fasst sämtliche Daten und

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bereitet diese graﬁsch auf –

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eine RFID-Schnittstelle, die

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rungslos durch den e.Key

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fehlerfrei und in Sekunden

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Blei-Akku-Speicher umweltgerecht entsorgen Wie Alt-Akkus in einem geschlossenen Recyclingkreislauf verwertet werden Die Akzeptanz der Energiewende und die vermehrte Nutzung regenerativer Energiequellen hängen eng mit dem wachsenden Bewusstsein für Ökologie und Klimaschutz zusammen. Wer eine Solaranlage zur Energieerzeugung nutzt, weiß, dass er etwas für den Umweltschutz tut. Der Umweltnutzen einer Solaranlage wird allerdings konterkariert, wenn ihre Komponenten die Umwelt belasten. Zu einer ganzheitlichen Betrachtung gehört deshalb auch die Frage, ob das Zubehör einer Solaranlage, etwa Stromspeicher, umweltfreundlich und vollständig recycelt wird. Viele Photovoltaik-Anlagen werden sierten Sekundärhütten verarbeitet der Un- t In den auf das Blei- und Kunststoffrecycling spezialisierten Sekundärhütten heute mit stationären Speichern ausge- ternehmensverbund ressourcenschonend werden die Altbatterien so behandelt, stattet. Der Grund: Mit sinkenden Ein- jährlich mehr als 100 000 t verbrauchte Altspeisevergütungen auf der einen und stei- batterien. Dabei werden alle Materialien, dass die in ihnen enthaltenen Metalgenden Strompreisen auf der anderen neben Blei auch Kunststoffe und Säure, le umfassend wieder verwertet werden Seite lohnt sich die Eigennutzung von So- dem Stoffkreislauf wieder zugeführt. Mit können. larstrom. Zur Speicherung von Solarstrom umfangreichem Know-how und moderner, t Neben Blei werden im Recycling-Prostehen Lithium-Ionen-Batterien und die be- umweltfreundlicher Technik schafft Berzezess von Berzelius auch die anderen Bewährten Blei-Säure- und Blei-Gel-Akkus lius einen geschlossenen Recyclingkreisstandteile der Altbatterien als Sekunzur Verfügung. Ein starkes Argument für lauf für Bleiakkus mit einer fast 100%igen därrohstoffe aufbereitet und vermarktet. die Nutzung von Blei-Akkus ist das Recyc- Recyclingquote. ling. Ausgemusterte Blei-Akkus werden in Das erfolgreiche Recyclingkonzept ba- Effiziente Sammel-Logistik Deutschland fast zu 100 % wiederverwertet. siert auf drei wichtigen Voraussetzungen: Die Berzelius Logistik Service GmbH Eine große Expertise für das umwelt- t Das Unternehmen verfügt als gewerb- (BLS) übernimmt mit über das Bundesgefreundliche Recycling von Blei-Säure-Batlicher Altbatterieentsorger über eine ef- biet verteilten Betriebsstätten das Erfasfiziente Logistik, um bundesweit Altbat- sen, Sammeln und den Transport der ausgeterien hat die Berzelius Gruppe. In ihren beiden auf das Batterierecycling spezialiterien zu sammeln. musterten Batterien. Alle Betriebsstätten

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SONNENENERGIE Recycling

„OneCallCollection“ ist das erste europaweite, herstellerunabhängige Netzwerk für die Sammlung von Blei-Säure- und sonstigen Batterien.

Recyceltes Polypropylen in Primärqualität.

Vor der Verarbeitung werden die Alt-Akkus in einem speziellen Bunker zwischengelagert.

sind zertiﬁzierte Entsorgungsfachbetriebe und „gewerbliche Altbatterieentsorger“. Die Standorte sind nach dem Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) genehmigt und erfüllen die Vorgaben des Qualitätsmanagements gemäß EN ISO 9001ﬀ. Für den Transport setzt die BLS Spezialfahrzeuge ein, die eigens für die fachgerechte Entsorgung ausgestattet sind. Mit diesen fährt sie Werkstätten, Schrottplät-

ze, Kfz-Händler, Industriebetriebe und andere Orte an, wo Altbatterien anfallen. Dafür, dass das richtige Fahrzeug zur rechten Zeit am rechten Ort ist, sorgt ein modernes Transportmanagement- und Telematiksystem. Mit dem Abholen allein ist es meist nicht getan. Ziel der BLS ist es, den Kunden weitestgehend zu entlasten. Deshalb entwickelt das qualiﬁzierte Fachpersonal der

BLS für jeden Kunden maßgeschneiderte Entsorgungslösungen bis hin zum „Rundum-Sorglos-Service“. Leistungsstarke Aufbereitungsanlagen Die BLS transportiert die Alt-Batterien zu den beiden Sekundärhütten von Berzelius. In der BSB Recycling GmbH (BSB) in Braubach bei Koblenz und der Muldenhüt-

EUROPAWEITES ENTSORGUNGSNETZWERK „ONECALLCOLLECTION“ „OneCallCollection“ ist das erste europaweite, herstellerunabhängige Netzwerk für die Sammlung von Blei-Säure- und sonstigen Batterien. In diesem Netzwerk arbeiten Berzelius und andere europäische Schwestergesellschaften des ECOBAT Konzerns und spezialisierten Partnern zusammen, um das Entsorgungsnetz für Bleiakkus zu verdichten. Über ein mehrsprachiges Web-Portal können Kunden die Abholung ihrer Batterien einfach und unkompliziert organisieren. Zum einen bietet „OneCallCollection“ die Just-in-time-Abholung ﬂexibler Mengen und eine schnelle und attraktive Vergütung der Batterien an. Zum anderen hat der Kunde die Gewissheit, dass die Akkumulatoren in den Recyclinganlagen mit modernster Technik umweltgerecht aufbereitet werden und die Entsorgung rechtssicher dokumentiert wird. Blick in die Recyclinganlage. Hier werden die Batterie-Bestandteile separiert.

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SONNENENERGIE Recycling

schonenden Technologien in mehreren Stufen in Bestandteile wie Gittermetall, Bleipaste, Schwefelsäure, Polypropylen (PP) und Kunststoﬀrestfraktionen. Das von Berzelius genutzte Engitec-Verfahren – entwickelt vom italienischen Unternehmen Engitec Technologies S.p.A. – ist laut den BREF-Dokumenten (Best Available Techniques Reference Document) der Europäischen Union das beste verfügbare Verfahren für das Recycling von Blei-Akkumulatoren. Das sortenreine Material wird dann getrennt weiter verarbeitet.

In Trommelöfen wird das Blei verﬂüssigt .

ten Recycling und Umwelttechnik GmbH (MRU) im sächsischen Freiberg ﬁndet dann das eigentliche Recycling statt. Die hochmodernen Akku-Aufbereitungsanlagen zerkleinern die Batterien und separieren das Material mit umwelt-

HOHE VERWERTUNGSQUOTEN

Blei-Recycling Das Blei befindet sich im Gittermetall und in der Bleipaste. Sein Anteil beträgt rund 60 %. In der Aufbereitungsanlage werden das Gittermetall und die Paste separiert. Die Paste wird entschwefelt und in der zur Firmengruppe gehörenden Primärbleihütte Berzelius Stolberg GmbH (BBH) zu Blei und Schwefelsäure verwertet. Das Gittermetall und die entschwefelte Paste werden in Kurztrommelöfen der Sekundärhütten verhüttet und zu Werkblei reduziert. Dabei werden auch Blei-Schrotte und Rückstände verarbeitet. Es folgt die Raffination des Werkbleis entsprechend der Kundenspezifikation und das Vergießen. Aus den so gewonnenen Bleiqualitäten werden wieder neue Fahrzeug- und Industriebatterien hergestellt. Bleiprodukte werden außerdem im Strahlenschutz genutzt, für Dachabdeckungen und Kabel-

mäntel eingesetzt oder für die Produktion von optischen Gläsern und Blei-Kristallglas verwendet. Recycling-Blei wird unter dem Aspekt der Ressourcenschonung und Ressourcensicherung immer wichtiger, da es sich nahezu unendlich oft ohne Qualitätsverlust wieder verwerten lässt. Polypropylen Das Batteriegehäuse besteht aus Polypropylen (PP). PP macht rund 5 % des Gewichtsanteils einer Batterie aus und ist ebenfalls ein wertvolles Material. Beim Trennen in der Akku-Aufbereitungsanlage entstehen PP-Chips. Diese werden in einer Mahlgutanlage weiter zerkleinert. Eine Compoundieranlage verarbeitet das Material anschließend zu PP-Compounds. Die von Berzelius an den Standorten Braubach und Freiberg im Recycling hergestellten hochwertigen PP-Compounds tragen den Markenamen „Seculene“. Ein Hauptabnehmer dieses Materials ist die Automobilzulieferindustrie. Säure und Sulfate und weitere Reststoﬀe Die Säure macht rund 10 % des Gewichtsanteils einer Batterie aus. Die Säure wird im Prozess ebenfalls abgetrennt, recycelt und dient als Rohstoﬀ für die chemische Industrie. Bei der Entschwefelung der Bleipaste entsteht außerdem eine Natriumsulfatlösung. In einer Kristallisationsanlage wird

Die Recyclingquote von Blei-Säure-Akkus erreicht in Deutschland fast 100 %. Aktuelle Zahlen veröffentlichte das Bundesumweltamt im Oktober 2014: Fahrzeug-Altbatterien – das Haupteinsatzgebiet – wurden 2013 163 401 t einer stofflichen Verwertung zugeführt. Gegenüber 2012 sind das 8 % beziehungsweise 12 544 t mehr. Damit stieg die Verwertungsquote hier von 98 % in 2012 auf 99 % in 2013. Bei Industrie-Altbatterien wuchs die Menge der stofflich verwerteten Blei-Säure-Batterien von 30 7 36 t in 2012 auf 44 275 t in 2013. Die Verwertungsquote erreichte 2012 und 2013 jeweils 96 %. Die durchschnittliche Recycling-Effizienz aller Verwertungsverfahren für Blei-Säure-Batterien betrug 2013 über 90 %. Quelle: http://www.umweltbundesamt. de/daten/abfall-kreislauf wir tschaf t/ entsorgung-verwertung-ausgewaehlter-abfallarten/altbatterien Das Blei wird zu Barren vergossen und gestapelt zum Versand gebracht.

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SONNENENERGIE Recycling

diese zu wasserfreiem Natriumsulfat verarbeitet, ein Rohstoﬀ für die Glas- und Waschmittelindustrie. Am Ende bleiben nur geringe Reste übrig. Diese werden zusammen mit anderen Sonderabfällen in der Sonderabfallverbrennungsanlage der MRU Freiberg ener■ getisch verwertet. Bilder: gauls.Die Fotografen – Berzelius

KONTAKT Berzelius Metal GmbH 56338 Braubach Tel. 02627 9830 Fax 02627 983251 info@berzelius.de www.berzelius.de Berzelius verarbeitet Alt-Akkus in einem geschlossenen Recyclingkreislauf.

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Intelligent verbinden Maximale Erträge durch Wechselrichter-Auslegungssoftware Wird eine Solaranlage geplant, so soll diese nicht nur irgendwie funktionieren, sondern möglichst hohe Erträge erwirtschaften. Solch eine optimale Planung ist ohne Softwareunterstützung in der Regel mit einem erheblichen Arbeitsaufwand verbunden. Einige Hersteller bieten deshalb kostenlose Auslegungssoftware an. Welche Vorteile eine Auslegungssoftware bietet, zeigt das Beispiel der Kostal Solar Electric GmbH aus Freiburg. Für ihre „PIKO“-Wechselrichter bietet das Unternehmen das kostenlose Wechselrichter-Auslegungstool „PIKO Plan 2.0“ an. Diese Software wurde in Zusammenarbeit mit der Münchner Firma Solarschmiede, die über eine mehr als zehnjährige Erfahrung auf diesem Gebiet verfügt, entwickelt. Diese Partnerschaft zwischen den beiden Unternehmen ist ein weiterer Ausdruck des Markenanspruchs „Intelligent verbinden“ von Kostal. Schon die Bestimmung ertragsreicher Verschaltungen aus nur einem Wechselrichter und einer überschaubaren Anzahl von PV-Modulen ist keine triviale Aufgabe. Noch komplexer wird es, wenn mehrere Generatoren mit verschiedenen Ausrichtungen, Neigungen, Modultypen und mehreren Wechselrichtern kombiniert werden sollen. Hier setzt „PIKO Plan 2.0“ an und

entlastet den Anwender bei dieser komplexen Fragestellung. Die Software ermittelt im Rahmen der Anwendervorgaben die besten Kombinationen mehrerer auch unterschiedlicher Verschaltungen aus PV-Modulen und Wechselrichtern. Sie berechnet den speziﬁschen Jahresertrag der Anlage in kWh/kWp und diverse weitere Größen wie Vergütung, Stromkostenersparnis, Eigenverbrauchsquote und Autarkiegrad. In der Wechselrichterauswahl legt der Anwender die bei der Auslegung zu berücksichtigenden Geräte fest und bekommt Grenzen für das Leistungsverhältnis empfohlen. Zu den Anwendervorgaben zählen neben Angaben zum Anlagenstandort und den gewünschten Generatoren mit Modultyp und -anzahl, insbesondere die Festlegung, welche Wechselrichter bei der Auslegungsberechnung berücksichtigt werden sollen.

In der Wechselrichterauswahl legt der Anwender die bei der Auslegung zu berücksichtigenden Geräte fest und bekommt Grenzen für das Leistungsverhältnis empfohlen.

Die Software enthält umfangreiche Datenbanken mit Einstrahlungs- und Temperaturdaten von rund 90 000 Standorten weltweit und den technischen Daten von 30 000 überwiegend mono- und polykristallinen PV-Modulen, die regelmäßig aktualisiert werden. Auch das Anlegen eigener Module ist möglich. Zusätzlich sind zur Eigenverbrauchssimulation 14 Standardlastgänge hinterlegt. Technische Rahmenbedingungen Basis der Auslegung sind die technischen Grenzen, die für jede Kombination von Modul- und Wechselrichtertyp individuell bestimmt werden. Dies sind die maximalen und minimalen Stranganzahlen pro MPP-Tracker sowie die maximale und die minimale Spannung, die ebenfalls für jeden MPP-Tracker separat ermittelt werden. Das Ziel der Auslegung besteht nun darin, die ertragsreichsten Verschaltungen zu ermitteln, die diese technischen Auslegungsgrenzen einhalten und dabei den Anwenderwünschen entsprechen. Hierbei werden Kombinationen von mehreren, auch unterschiedlichen, Verschaltungen berücksichtigt. Dynamisches Leistungsverhältnis Um die richtige Kombination aus PVund Wechselrichterleistung zu finden, wird das Leistungsverhältnis bestimmt. Hierbei handelt es sich um den Quotient aus der Ausgangsleistung eines PV-Generators und der Bezugsleistung des zugehörigen Wechselrichters. Dieses kann wahlweise statisch aus Datenblattwerten oder aber dynamisch und damit anlagenspezifisch anhand der realen, am jeweiligen Standort möglichen, PV-Leistung bestimmt werden. Von dem Leistungsverhältnis hängt ab, bei welchen Wirkungsgraden der Wechselrichter arbeitet, d.h. welcher Anteil der anliegenden DC-Leistung in nutzbare ACLeistung umgesetzt wird. Kostal empfiehlt für die hauseigenen „PIKO“-Wechselrichter

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SONNENENERGIE Photovoltaik

ein Leistungsverhältnis zwischen 0,8 und 1,15. „PIKO Plan 2.0“ bietet dem versierten Anwender dennoch die Möglichkeit, diese Grenzen zu verändern. Nimmt das Leistungsverhältnis Werte größer als 1 an, übersteigt die PV-Ausgangleistung die Bezugsleistung des Wechselrichters und man spricht von Überdimensionierung. Werte kleiner als 1 werden als Unterdimensionierung bezeichnet. Bei Unterdimensionierung ist ein Wechselrichter oft schlecht ausgelastet und arbeitet bei geringeren Wirkungsgraden als möglich. Bei Überdimensionierung hingegen wird der Wechselrichter zu oft in die Leistungsbegrenzung gehen und so überschüssige Leistung nicht genutzt werden. Die beispielhafte Kurvenschar eines „PIKO 10“ zeigt, dass Wechselrichter bei niedrigen Auslastungen mit geringeren Wirkungsgraden arbeiten. Bei der Bestimmung des Leistungsverhältnisses kann der Anwender des Auslegungstools zwischen statischer und dynamischer Leistungsverhältnisberechnung wählen. Das schneller zu ermittelnde statische Leistungsverhältnis wird mit der PV-Nennleistung berechnet. Diese Datenblatt-Angabe ist allerdings ein eher theoretischer Wert, der unter standardisierten Laborbedingungen („Standard-Testbedingungen“, STC) ermittelt wird. Die real erzielbare maximale PV-Leistung kann oft anders aus-

Die beispielhafte Kurvenschar eines „PIKO 10“ zeigt, dass Wechselrichter bei niedrigen Auslastungen mit geringeren Wirkungsgraden arbeiten.

fallen, sie ist standort- und zeitabhängig. In Deutschland ist beispielsweise bei Spitzeneinstrahlungen das bis zu 1,2-Fache der Nennleistung möglich. „PIKO Plan 2.0“ bietet dem Anwender zusätzlich die Möglichkeit, mittels einer Zeitschrittsimulation das Leistungsverhältnis dynamisch zu ermitteln. Hierbei wird nicht einfach mit Nenngrößen, sondern mit den am jeweiligen Anlagenstandort erzielbaren Leistungen gerechnet. So sind höhere Auslastungen des Wechselrichters möglich, ohne diesen zu überlasten. Die DC-AC-Wandlung arbeitet so mit

einem höheren Wirkungsgrad und führt zu höheren Erträgen. Zeitschrittsimulation zur Ertragsberechnung Der Ertrag einer PV-Anlage ist die in kWh angegebene Energie, die die Anlage innerhalb eines bestimmten Zeitraums liefert. Meist wird der Ertrag eines Jahres auf die installierte PV-Nennleistung bezogen, woraus sich der speziﬁsche Ertrag in kWh/kWp/a ergibt. „PIKO Plan 2.0“ führt zur Bestimmung des Ertrages keine einfache Hochrech-

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nung von Mittelwerten, sondern eine detaillierte Zeitschrittsimulation fĂźr jede der 8760 Stunden eines Jahres durch. Zugunsten genauerer Ergebnisse wird ein erhĂśhter Rechenaufwand in Kauf genommen. Der erste Schritt der Simulation ist die Erzeugung von Wetterdaten. Aus realen Messdaten von Einstrahlung und Temperatur von etwa 90â&#x20AC;&#x160;000 Standorten weltweit werden realistische VerlĂ¤ufe der Einstrahlung auf die Modulebene und der Modultemperatur am gewĂźnschten Anlagenstandort generiert. Dabei werden nicht nur die Neigung und Ausrichtung berĂźcksichtigt, sondern auch die Art der Modulinstallation, da das AusmaĂ&#x; der Luftzirkulation unmittelbar EinďŹ&#x201A;uss auf die Modultemperatur und damit auf die Modulleistung hat. Zur Nachbildung des elektrischen Verhaltens der PV-Module greift die Software auf das etablierte Eindiodenmodell, das Standardmodell der Photovoltaik, zurĂźck. Die fĂźr dieses Modell erforderlichen Parameter werden fĂźr das gewĂźnschte PV-Modul anhand der hinterlegten Datenblattangaben individuell einstrahlungs- und temperaturabhĂ¤ngig ermittelt. Bringt man die im ersten Schritt gewonnenen Einstrahlungs- und TemperaturverlĂ¤ufe im zweiten Schritt mit dem parametrisierten Eindiodenmodell zusammen, ergibt sich als Zwischenergebnis nach diesem Schritt der zeitliche Verlauf der DC-

Leistung der PV-Anlage im MPP (maximum power point). Als NĂ¤chstes geht es an die realistische Nachbildung des Wechselrichter-Verhaltens. Dazu zĂ¤hlt zum einen das MPP-Fenster, also der zulĂ¤ssige DC-Eingangsspannungsbereich mit Strom-, Spannungs- und Leistungsbegrenzung. Zum anderen wird der Umwandlungswirkungsgrad von DCin AC-Leistung bestimmt. Hier rechnet â&#x20AC;&#x17E;PIKO Plan 2.0â&#x20AC;&#x153;, anders als andere, nicht einfach mit einem festen Wert, sondern greift auf eine fĂźr jeden Wechselrichter hinterlegte Schar von Wirkungsgradkurven zurĂźck. In jedem Zeitschritt wird aus dieser Kurvenschar anhand von AuslastungsverhĂ¤ltnis (anliegende DC-Leistung zu AC-Bezugsleistung) und DC-Eingangsspannung ein speziďŹ scher Wirkungsgradwert bestimmt. Es ergibt sich somit der zeitliche Verlauf der AC-Ausgangsleistung der PV-Anlage, der abschlieĂ&#x;end mittels Einbeziehung der Dauer der einzelnen Zeitschritte in Ertrag umgerechnet wird. Speicherauslegung und LastproďŹ le In Zeiten sinkender EinspeisevergĂźtungen und steigender Energiepreise rĂźckt der Eigenverbrauch immer mehr ins Blickfeld einer breiteren Ă&#x2013;ďŹ&#x20AC;entlichkeit. Daher ist die Auslegung des Kostal-Speichersystems â&#x20AC;&#x17E;PIKO BA Systemâ&#x20AC;&#x153; â&#x20AC;&#x201C; bestehend aus Speicherwechselrichter, Stromsensor und Batterie â&#x20AC;&#x201C; in die Software integriert.

IKZ-ENERGYâ&#x20AC;&#x192;6/7/2015

SONNENENERGIE Photovoltaik

Das Programm berechnet für alle für den „PIKO BA“, den Speicherwechselrichter von Kostal, verfügbaren Blei- und Lithiumbatterien, basierend auf einer zuvor durchgeführten Ertragsberechnung und eines wählbaren Lastprofils, Autarkiegrad und Eigenverbrauchsquote. Der Autarkiegrad gibt an, wieviel Prozent des Jahresenergiebedarfs mit der aus der eigenen PV-Anlage stammenden Energie gedeckt werden kann. Die Eigenverbrauchsquote besagt, wie hoch der Anteil der selbst genutzten Energie im Verhältnis zur gesamten erzeugten Energie ist. Die Basis der Berechnung von Autarkiegrad und Eigenverbrauchsquote ist der zeitliche Verlauf des jeweiligen Energiebedarfs. Da jedoch kaum einem Kunden der eigene Lastgang im Detail bekannt sein dürfte, sind in der Software 14 repräsentative Lastprofile für Haushalt, Gewerbe und Landwirtschaft des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) hinterlegt. Die Profile sind je nach tatsächlichem Jahresverbrauch skalierbar.

Die daraus resultierende Einsparung wird in Euro auf Basis des Eigenverbrauchs berechnet. Aus 14 repräsentativen Lastprofilen kann das passende gewählt und auf den jeweiligen Jahresverbrauch skaliert werden. Das Beispiel zeigt den Verbrauch einer vierköpfigen Familie, die zu Hause zu Mittag isst. Schnellauslegung für erfahrene Anwender In dem Bereich Schnellauslegung können erfahrene Anwender zeitsparend einen „PIKO“-Wechselrichter standortunabhängig manuell auslegen. Diese Funktion dient dem einfachen Überprüfen der Verschaltungen; es findet keine automatische Ermittlung von Verschaltungen statt. Der Anwender gibt hier Größen wie Modulanzahl und Stranglänge selbst vor und bekommt unmittelbar angezeigt, ob seine Verschaltung innerhalb der technischen Grenzen liegt oder wo es zu Problemen kommt.

Fazit Mit der Software PIKO Plan 2.0 steht Installateuren und Elektrogroßhändlern ein leistungsfähiges Auslegungstool zur Verfügung. Es ermöglicht sowohl die standortspeziﬁsche automatische Ermittlung der ertragsreichsten PV-Anlagen mittels komplexer Ertragssimulation als auch die standortunabhängige Schnellüberprüfung von angegebenen Verschaltungen. Die Software läuft unter Windows und ist kostenlos über die Internetseite von Kostal erhältlich. ■ Bilder: Kostal Solar Electric KONTAKT Kostal Solar Electric GmbH 79108 Freiburg i. Br. Tel. 0761 47744100 Fax 0761 47744111 info-solar@kostal.com www.kostal-solar-electric.com

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SONNENENERGIE Photovoltaik

Filigran, schick – und produktiv PV-Stahlseilnetze könnten bald das Stadtbild prägen Dass Solarstromanlagen federleicht den öffentlichen Raum überspannen und dabei geschwungene Formen wie die von Blättern oder Bäumen annehmen, erscheint zwar als Science Fiction, doch erste Projekte gibt es: Die Solarzellen sind in Stahlseilnetze eingehängt, erzeugen Strom und sind nebenbei Schattenspender, Witterungsschutz und allein vom Aussehen her echte Hingucker. Die wesentliche Neuerung bei PVStahlseilnetzen ist die Verwendung flexibler Module aus Organischer Photovoltaik (OPV) in Kombination mit einer extrem leichten Aufhängung. Projektierer und Montagefirmen gewinnen dadurch an völlig neuen Freiheiten, indem sie die Ebene von Dach oder Fassade verlassen und sich den dreidimensionalen Raum mit all seinen Möglichkeiten erschließen. Optisch attraktiv „Parkhäuser, Industriegebäude, Brücken oder die seitlichen Flächen großer Verkehrsinfrastrukturen könnten damit ausgestattet werden. Damit würden diese Objekte optisch attraktiver und könnten der Energiegewinnung dienen“, sagt Lennart Wiechell. Der Gesellschafter der Firma

Die Überdachung „Solargate“ auf der Internationalen Automobilausstellung IAA 2011 in Frankfurt am Main bestand aus einem rechteckigen Stahlseilnetzwerk, in das transparente OPV-Folien eingehängt waren. Bild: Belectric OPV

Schmidhuber aus München ist leitender Architekt des Deutschen Pavillons auf der diesjährigen Weltausstellung EXPO 2015, die von Mai bis Oktober in Mailand stattﬁndet. Sein Unternehmen ist für räumliches Konzept, Architektur und Generalplanung zuständig. Solar Trees zur EXPO Optischer Höhepunkt des Deutschen Pavillons ist zweifellos die Gebäudehülle, die von fünf sogenannten Solar Trees mit Solarzellen aus OPV überragt wird. Die Solarbäume aus weißbeschichteten Stahlrohren schweben cirka 8 bis 9 m über den Köpfen der Besucher. Pro Baum stehen etwa 30 m² solaraktiver Fläche zur Verfügung, was eine Leistung von 1100 Wp je Baum ermöglicht.

Aus gestalterischen Gründen wurden verschieden große Module in den Bäumen mit unterschiedlich großen Zellflächen belegt. So scheint die Sonne sowohl durch die blau durchschimmernde Zellfläche als auch durch das transparente Laminat hindurch und bietet dem Betrachter die Anmutung eines Blätterdaches. Die Anlage ist in ein spezielles Stahlseilnetzwerk eingefügt, das bislang in dieser Form einzigartig ist. Für die Gesamtausführung des Pavillons ist die ARGE Deutscher Pavillon, bestehend aus den Unternehmen Schmidhuber, Milla & Partner und Nüssli verantwortlich. Viele Einsatzmöglichkeiten Für Solar-Stahlseilnetzwerke gibt es eine Vielzahl denkbarer Einsatzmöglichkeiten an Gebäuden oder im öffentlichen Raum. Neben der Überdachung von Bahnhöfen, Plätzen, Innenhöfen etc. könnten auch größere Freiflächen ausgestattet werden. Zusätzlich zur Stromerzeugung kann die darunter liegende Fläche weiter genutzt werden und bietet je nach Konstruktion des aufgespannten Daches Schutz vor Sonne, Wind und anderen Witterungseinflüssen. Mit ihren leichten, flexiblen und transparenten Zellen bieten Solar-Stahlseilnetzwerke vor allem die Möglichkeit, große Spannweiten zu erzielen. Planung und Realisierung Bei der Planung sind vor allem statische Anforderungen zu beachten: Neben der Windlast sind es u. a. mögliche Schneelasten im Winter. EXPO-Architekt Lennart Wiechell erklärt, worauf es dabei ankommt: „Zunächst haben wir bei der Konstruktion der Bäume darauf geachtet, dass der Formverlauf mit dem Verlauf der wirkenden Kräfte zusammengeht. Von allen möglichen Kräften an diesem Projekt wirken die Windkräfte am stärksten.“ Angriffsfläche sei aber vor allem das weiße formgebende Gewebe. Die Solarmodule seien dagegen geringer betroffen. „Unser Statiker konnte mittels einer spe-

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SONNENENERGIE Photovoltaik

ziellen Software simulieren, wie sich die Membran beim Einbringen der Kräfte verhält. Da der Pavillon auf der EXPO nur im Sommerhalbjahr steht, konnten wir aber auch einige Lasten vernachlässigen. So waren zum Beispiel keine Schneelasten zu berücksichtigen.“ Aufbau des Stahlnetzes Die Komponenten für Solar-Stahlseilnetzwerke sind bei Spezialherstellern zu beziehen, oft noch als Sonderanfertigungen. Zur Aufhängung dienen Masten oder Befestigungen an bestehenden Bauwerken. An dieser wird eine umlaufende Rahmenkonstruktion befestigt, die das Stahlseilnetz trägt. Sie kann als Reling oder Stahlseil ausgeführt sein – letzteres mit Stärken zwischen 6 und 16 mm. In diesen Aufbau wird das Stahlseilnetz eingehängt, welches verschiedenste Maschenweiten haben kann: quadratisch, rechteckig, dreieckig – sogar sechseckig, wie bei dem jetzigen EXPO-Projekt, für das die in Süßen zwischen Stuttgart und Ulm ansässige Carl Stahl GmbH das Netz lieferte. Hierzu entwickelte Carl Stahl spezielle Netzklemmen, die die Seile führen und als Anknüpfungspunkt für die Solarzellen dienen. Generell können dafür auch Klammern oder Krampen verwendet werden. Die einzelnen Seile des Netzes haben beim EXPO-Projekt eine Stärke von 4 mm, können je nach Anforderung aber von

Fünf sogenannte „Solar Trees“ mit Solarzellen aus OPV überragen den Deutschen Pavillon auf der EXPO 2015. Unter den sechseckigen transparenten Solarzellen in unterschiedlichen Formaten ist eine ebenfalls transparente weiße Textilmembran gespannt. Bild: Nussli Group/Nicolas Tarantino.

DER DEUTSCHE EXPO-PAVILLON 2015 „Feeding the Planet, Energy for Life“ lautet das Thema der EXPO 2015 in Mailand (1. Mai bis 31. Oktober 2015). Unter dem Motto „Fields of Ideas“ präsentiert sich Deutschland dort als lebendige, fruchtbare „Landschaft“ voller Ideen für die Ernährung der Zukunft. Zentrales Gestaltungselement des Pavillons sind die Anlagen aus Organischer Photovoltaik: stilisierte Pﬂanzen, die als „Ideen-Keimlinge“ aus der Ausstellung an die Oberﬂäche emporwachsen und ein großes Blätterdach entfalten.

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1,5 bis 4 mm variieren. In manchen Partien des Netzes werden sie konstruktiv bedingt doppelt geführt, meistens aber einfach. Aufhängung der Solarzellen Die Solarzellen besitzen an ihren Ecken verstärkte Ösen, damit sie mittels Laschen oder Schlaufen eingehängt werden können. Beim EXPO-Pavillon bilden Spiralfedern die Verbindung zwischen Netz und Modulen. Da die Monteure die OPV Module erst nach dem Aufhängen des Netzes einfügen, bietet diese Lösung größere Toleranzen für deren Montage. Bei einem ersten Projekt aus dem Jahr 2012, dem frei stehenden Werbeturm des Energieversorgers Mainova in Frankfurt am Main, wurden neun OPV-Folienzellen mittels Klammern an vertikalen Stahlseilen befestigt. Thomas Ferwagner von dem beteiligten Unternehmen Solartension aus Stuttgart erklärt, auf was bei den Übergängen zu achten war: „Sie müssen den unterschiedlichsten Witterungseinflüssen und Belastungen wie UV-Licht, Wind, Eis und Schnee standhalten, die Folien dauerhaft unter Zugspannung halten, da sie sonst unkontrolliert flattern und an den Punkten zerren. Außerdem müssen sie Bauund Montagetoleranzen aufnehmen können und mit der Detailierung der Kabelführung der Module abgestimmt sein.“ Montage geht rasch vonstatten Spätestens auf der Baustelle spielen die Stahl-Netzwerke ihre Trümpfe aus: Der Aufbau erfolgt besonders einfach, wie das EXPO-Projekt gerade erst zeigte: „Die Montage ging erstaunlich fix. Die Stahlnetze wurden vorgefertigt angeliefert und mussten auf der Baustelle nur noch ausgebreitet werden“, berichtet Lennart Wiechell aus Mailand. „Mithilfe von Hubsteigern wurden sie nach oben gehoben und an ihrer Position befestigt. Anschließend konnten die Module mittels der Federn eingehängt werden.“ Eine separate Montage von Netz und Modulen habe sich dabei als praktikabler erwiesen. Pioniere Hersteller gibt es für diese Zellen erst sehr wenige. Zu jenen mit der meisten Erfahrung zählt Belectric OPV GmbH aus Nürnberg, die die Technologie und das Stammpersonal 2012 vom US-Unternehmen Konarka übernommen hatte und jetzt auch die Zellen für das Mailänder Projekt lieferte. Das in Nürnberg und Kitzingen ansässig Unternehmen ist Teil der Belec-

tricC-Gruppe, einem der weltweit führenden PV-Projektierer. Marketing- und Verkaufschef Hermann Issa erwartet, dass seinen Produkten nun bald der lange erwartete Durchbruch bevorsteht: „Die Expo ist für uns aktuell das wichtigste Projekt, um der Internationalen Architekturbranche die Potenziale in der Anwendungs- und Gestaltungsvielfalt der gedruckten OPV zeigen zu können.“ Weiter denken Issa mahnt, hier viel weiter zu denken: „Wir müssen in den kommenden Jahren die Photovoltaik aus der verhängnisvollen Ecke der Finanzderivate heben. In Zukunft muss der energetische Aspekt in den Vordergrund gestellt werden. Für uns als PV-Hersteller werden die Anforderungen einer dezentralen Energieversorgung von Bauwerken und der energetischen Efﬁzienz von Gebäuden und Hüllen zum bestimmenden Thema werden.“ Vor diesem Hintergrund würden integrative Produktlösungen immer wichtiger. „Das Zulassen von gestalterischen Merkmalen und deren Umsetzung in der Architektur sind hier die maßgeblichen Eintrittsfaktoren, um einen Markt der Architekturanwendungen zu entwickeln.“ Die jetzt im Deutschen Pavillon gezeigte Integration von PV in eine architektonische Netzlösung als Verschattungssystem und Gestaltungskomponente zeige, dass nicht der ﬁnanzielle Ansatz die Triebfeder war, sondern die Machbarkeit in Verbindung

mit einer zusätzlichen aktiven Komponente. OPV ideal für filigrane Tragwerke Zellen aus OPV sind für Stahlseilnetzwerke ideal, da sie einlaminiert in Kunststofffolien leicht genug für solche filigranen Tragwerke sind. Anders als klassische Photovoltaik nutzt OPV Kunststoffe aus Kohlenstoffverbindungen als photoaktive Schichten. Diese können im Druckverfahren hergestellt werden und haben gerade im Schwachlichtbereich und unter schwierigen Einstrahlungsbedingungen überdurchschnittliche Leistungswerte, was von Vorteil ist, wenn die Anlage nicht so optimal ausgerichtet ist. Bislang sind OPV-Produkte aber ein Nischenprodukt. Dies liegt mit daran, dass diese Technologie weniger leistungsstark pro Fläche ist als etwa kristalline Technik. Die Wirkungsgrade liegen dabei meist um 4 bis 5 %, unter Laborbedingungen werden bis zu 10 % erreicht. Zur Lebensdauer kursieren noch widersprüchliche Angaben. Die Verkapselung der Zellen gilt als große Herausforderung. Bei BelectricC OPV sieht man das Thema gelassen. Hermann Issa: „Die Zellen bei der Mainova-Anlage sind jetzt vier Jahre alt und zeigen keine Degradation. Unsere eigenen Tests sagen mittlerweile in Folie mindestens zehn Jahre Lebensdauer voraus. IEC-Alterungstests beim TÜV haben unsere Folienmodule positiv durchlaufen.“

Beim Deutschen Pavillon auf der EXPO 2015 in Mailand sind die Module aus OPV mittels Verbindungsfedern in ein Sechseck-Stahlseilnetzwerk eingehängt. Bild: Nussli Group / Nicolas Tarantino.

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Im Verbund werden die einzelnen OPV-Folien mittels Clips in Reihe geschaltet und die Zuleitungen an den Rändern mithilfe von Kabelbindern an der Stahlseilkonstruktion abgeführt. Innerhalb der Zellen sind die Leiterbahnen aufgedruckt. Bild: Belectric OPV

Die Detailansicht zeigt den Aufbau eines Stahlseilnetzwerkes: An den Ecken der einlaminierten OPV-Zellen beﬁnden sich Befestigungsösen. Diese werden mittels Kunststoﬀ-Schlaufen, alternativ auch mit Federn, mit den Verbindungsstücken an den Stahlseilen befestigt. Letztere können auch die Form von Klammern oder Krampen besitzen. Bild: Belectric OPV

Weg von den Demonstrationsprojekten Eine der Herausforderungen bestand lange darin, vollzugelassene Produkte zu bekommen. Dieses Problem ist laut Hermann Issa inzwischen gelöst. Zuvor hatten die Projekte meist temporären Charakter. Noch auf der Internationalen Automobilausstellung IAA 2011 in Frankfurt/ Main wurde die „Solargate-Überdachung“ nach zwei Wochen wieder abgebaut (Foto). Auch der EXPO-Pavillon in Mailand wird nach seinem Einsatz wieder abgebaut, doch für drei der fünf Bäume ist bereits eine Nachnutzung vorgesehen. Kurzfristige Einsatzzwecke könnten in der Anfangszeit auch weiterhin nützlich sein, um die Technologie bekannter zu machen: „Gerade bei temporären Veranstaltungen wie bei Sport- oder Musikevents wären solche Konstruktionen auch in Zukunft denkbar, beispielsweise um Besuchern die Möglichkeit zu bieten, dort ihre Handys aufzuladen“, sagt etwa Lennart Wiechell von Schmidhuber. Sollen sie dann auch zum Witterungsschutz

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Für einen Werbeturm der Mainova AG in Frankfurt am Main wurden in einer Leichtbau-Seilkonstruktion Zellen in drei Gruppen mit je drei transparenten OPV-Modulfolien montiert. Bild: Belectric OPV .

dienen, könnten die OPV-Module zudem so gefertigt werden, dass sie sich ähnlich einer Reptilienhaut überlappen und somit für Schutz sorgen. Weniger ist oft mehr Die Kosten von Solar-Stahlseilnetzwerken lassen sich derzeit erst schwer ermitteln, gerade weil es sich bei den wenigen Projekten meist um Demonstrationsprojekte handelt. Als Kosten alleine für die OPV-Zellen kann man etwa mit um die 250-350 Euro/m² rechnen. Pro installiertem kWp lassen sich aber auch bis zu 30 % mehr Stromproduktion als bei klassischen Solarzellen erzielen.

Dass OPV-Projekte ein wirtschaftliches Potenzial besitzen, steht außer Frage: „Grundsätzlich sind vorgespannte Seiltragwerke äußerst materialminimierte Konstruktionen – weniger geht eigentlich nicht mehr“, sagt etwa Thomas Ferwagner von Solartension. „Wenn die OPV den Sprung vom Labor zu einer kostengünstigen Massenfertigung abgeschlossen hat, wird sie mehr als wettbewerbsfähig sein.“ Sobald die letzten Hürden der Technologie ausgeräumt sind, könnte der Verbreitung von Solar-Stahlseilnetzwerken nur wenig im Wege stehen. ■ Autor: Martin Frey

WEITERE INFORMATIONEN ⋅ Belectric OPV GmbH ⋅ Carl Stahl GmbH ⋅ Schmidhuber ⋅ Solartension GmbH

www.belectric.com www.solarte.de www.carlstahl.com www.schmidhuber.de www.solartension.com

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Mehr Unabhängigkeit und mehr Eigenkontrolle Der Weg zum ganzheitlichen Energiemanagementsystem SolarWorld hat im letzten Jahr das Portfolio an Speichersystemen für Solarstrom weiter ausgebaut. Neben dem bewährten System, das auf Blei-Gel-Batterien basiert, bietet das Unternehmen jetzt auch einen Lithium-Speicher an. Der neue „SunPac LiOn“ nutzt die ausgereifte Lithium-Eisenphosphat-Technologie und erfüllt alle gängigen Sicherheitsstandards. Das System speichert den Strom aus der PV-Anlage und stellt ihn dann zur Verfügung, wenn er benötigt wird. Tagsüber, wenn die Sonne scheint, bedient die Solarstromanlage elektrische Verbraucher direkt mit sauberem Strom aus der Anlage. Nachts übernimmt das Speichersystem die Versorgung und speist die Geräte mit dem Strom aus der Batterie. Lange Lebensdauer Ein großer Vorteil, den das neue Speichersystem bietet, ist seine Zyklenfestigkeit. Auf insgesamt 5000 Be- und Entladungen ist die Lithium-Batterie ausgelegt

Im unteren Teil des Speicherschrankes beﬁnden sich die Batterien: 12 Stück für den „SunPac LiOn 5“, 24 Stück für den „SunPac LiOn 10“.

und erreicht damit doppelt so viele Ladezyklen wie andere Batterien, z. B. eine herkömmliche Bei-Gel-Batterie. Bei einer angenommenen jährlichen Anzahl von ca. 250 Ladezyklen (die Batterie wird in der Regel nicht jeden Tag im Jahr komplett beund entladen), erreicht der Speicher eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren. Der „Sun Pac LiOn“ ist in zwei Größen erhältlich: in 5,0 und 10,0 kWh nutzbare Speicherkapazität. (Die maximale Entladetiefe (DoD = depth of discharge) von 72 % ist hier bereits eingerechnet). D. h. die real nutzbare Speicherenergie beziﬀert sich auf 5 bzw. 10 kWh. Die Speicherkapazität lässt sich im gleichen Gehäuse modular erweitern. Sowohl die kleinere Variante als

auch ihr größerer Vertreter messen mit einer Höhe von 1,70 m und einer Breite von 0,60 m nicht mehr als ein handelsüblicher Gefrierschrank. Mit seinem Gewicht von gut 200 kg („SunPac LiOn 10“ gut 300 kg) sowie einer Umgebungstemperatur bis zu 25 °C lässt sich der Speicher gut im Keller oder einem Hauswirtschaftsraum aufstellen. Anschluss und Montage Ein weiterer Pluspunkt ist sein Anschluss an die PV-Anlage. Während DC-gekoppelte Batteriespeicher „vor“ dem Wechselrichter an den Stromkreis im Haus angeschlossen werden, lässt sich der „SunPac LiOn“ „hinter“ dem Wechselrichter (ACgekoppelt) direkt an den Wechselstrom-

Bedienen lässt sich der „eManager“ über die Verbrauchssteuerungs-Plattform „Suntrol MyHome“. Sie kann am PC auf dem Suntrol-Portal oder von unterwegs auf dem Smartphone oder Tablet eingesehen und visualisiert werden.

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09. - 12. März 2016 kreis des Hauses anschließen. Bei einer nachträglichen Installation DC-gekoppelter Speichersysteme muss der Wechselrichter der PV-Anlage ausgetauscht werden. Für den „SunPac LiOn“ entfällt dieser Schritt, somit ist er nicht nur für Neuinstallationen geeignet, sondern lässt sich auch bei einer bestehenden Solaranlage ohne großen Aufwand nachrüsten. Die Montage übernimmt ein durch die SolarWorld zertifizierter Fachpartner. Kleiner Exkurs: Aufbau des Speichersystems Das Innere des Speicherschrankes gestaltet sich sehr übersichtlich: Unten befinden sich die einzelnen Batterien, 12 Stück für den „SunPac LiOn 5“, 24 Stück für den „SunPac LiOn 10“. Im oberen Drittel des Schrankes ist der Laderegler, der sogenannte Batteriewechselrichter. Da die Solarbatterien Gleichstrom laden, benötigen sie einen eigenen kleinen Wechselrichter. Dieser wandelt den Wechselstrom zum Laden in Gleichstrom um und umgekehrt den Gleichstrom beim Entladen wieder in Wechselstrom. An der Tür-Außenseite des Speicherschrankes gibt eine Anzeigetafel jederzeit Auskunft über den momentanen Ladezustand der Batterie sowie die aktuelle Beund Entladeleistung. Wer sich für ein Speichersystem von Solarstrom entscheidet, ist förderberechtigt über das KfW-Speicherförderprogramm. Wichtiger Aspekt ist, dass sich nicht nur langfristig die Kosten sparen lassen, sondern der Strompreis für die kommenden 20 Jahre festgelegt werden kann. Energie clever nutzen – Kosten senken Wer den selbst produzierten Strom möglichst effizient nutzen möchte, sollte jederzeit informiert sein, wie viel Strom die Anlage produziert und wie hoch der Strombedarf im Haushalt ist. Mit der „Suntrol“-Produktfamilie hat der Anwender die Möglichkeit, die Stromflüsse im Haushalt zu überwachen und sich anschaulich darstellen zu lassen. Hierfür bietet die SolarWorld zwei Produkte, die Hand in Hand arbeiten: Den „Suntrol eManager“ und „Suntrol MyHome“. Der „eManager“ ist die Schaltzentrale der PV-Anlage. Zukunftsfähig und intelligent, ist er dafür zuständig, die Energieverteilung im Haus sinnvoll zu regeln. Er koordiniert das Zusammenspiel von Solaranlage, Speichersystem sowie den elektrischen Verbrauchern im Haushalt. So kann der

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Auf der u.a. Graﬁk wird der Verbrauch eines 4 Personenhaushaltes dargestellt. Gut erkennbar: die große blaue Glockenkurve, die den Ertrag, d. h. den von der Solaranlage produzierten Strom, darstellt. Als grüne Kurve sichtbar ist der Verbrauch an selbstproduziertem Strom: Bei diesem Beispiel wird deutlich, dass die PV-Anlage nahe-

zu den gesamten Bedarf an Strom während des Tages (von ca. 6 – 21 Uhr) deckt, nämlich überall dort, wo blaue und grüne Kurve sich überlagern. Der Kunde nutzt seinen Strom direkt. In den Morgenstunden produzierte die Anlage so viel Strom, dass zusätzlich zum eigenen Verbrauch auch der Batteriespeicher geladen werden konnte (gelbe Kurve). Der Kunde nutzt den „SunPac Lion“ von SolarWorld mit 5,0 kWh nutzbarer Speicherkapazität. Nach Sonnenuntergang, ab ca. 21 Uhr, bis Sonnenaufgang, gegen 6 Uhr, wurde der Verbrauch wieder nahezu vollständig durch die Energie aus dem Speicher gedeckt (orangene Kurve). Dieser Kunde hat durch clevere Nutzung seiner Endgeräte sowie den Einsatz des „SunPac LiOn“ einen sehr hohen Autarkiegrad erreicht. Das zeigt ein Blick auf folgende Ertrags- und Verbrauchswerte: Die Tabelle der Verbrauchswerte verdeutlicht die hohe Unabhängigkeit vom Energieversorger: Der Inhaber dieser PV-Anlage konnte an diesem Tag insgesamt 96,8 % seines eigenen Strombedarfes mit dem sauberen Solarstrom decken. Hiervon kamen 74,4 % direkt aus der Solarstromanlage vom Dach und 22,4 % gespeicherte Energie aus der Batterie. Lediglich 3,2 % seines Strombedarfes musste der Anlagenbetreiber an diesem Tag vom (externen) Energieversorger beziehen. Zusätzlich – das lässt sich auf dem linken Tortendiagramm gut erkennen – konnte der Betreiber drei Viertel des selbstproduzierten Stroms in das öﬀentliche Stromnetz einspeisen. Der Ertrag der Solaranlage war insgesamt so hoch, dass ein Viertel dieses Ertrages ausgereicht hat, um 24 Stunden lang den eigenen Stromverbrauch fast vollständig zu decken. Auf dem rechten Tortendiagramm zu sehen: Wiederum drei Viertel der am 8. Juni 2014 verbrauchten Strommenge kamen unmittelbar von der PV-Anlage. Knapp ein Viertel der benötigten Menge wurde aus der Batterie bezogen und nur ein sehr geringer Anteil von 0,4 kWh, in diesem Fall 3,2 % der benötigten Tagesstrommenge, wurde aus dem Netz bezogen. Fazit: Die PV-Anlage lohnt sich doppelt: An sonnenreichen Tagen kann sich der Kunde nicht nur nahezu vollständig autark versorgen, er kann sogar zusätzlich die nicht benötigte Energie einspeisen und sich gemäß EEG vergüten lassen.

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Anwender jederzeit sehen, wie viel Strom die eigene Anlage gerade produziert und wie hoch der momentane Bedarf an Strom ist. Der Verbrauch des selbstproduzierten Stroms lĂ¤sst sich so signiďŹ kant steigern. Bedienen lĂ¤sst sich der eManager Ăźber die Verbrauchssteuerungs-Plattform â&#x20AC;&#x17E;Suntrol MyHomeâ&#x20AC;&#x153;. Sie kann am PC auf dem â&#x20AC;&#x17E;Suntrolâ&#x20AC;&#x153;-Portal oder von unterwegs auf dem Smartphone oder Tablet eingesehen und visualisiert werden. Durch den Einbau von Funksteckdosen im Haus kĂśnnen ElektrogerĂ¤te ins Smart Grid einbezogen und Ăźber â&#x20AC;&#x17E;Suntrol MyHomeâ&#x20AC;&#x153; von Ăźberall angesteuert werden. So kann z.â&#x20AC;&#x160;B. die Waschmaschine von unterwegs angeschaltet werden, wenn â&#x20AC;&#x17E;Suntrol MyHomeâ&#x20AC;&#x153; den Anwender informiert, dass ausreichend Strom zur VerfĂźgung steht und fĂźr elektrische Verbraucher genutzt werden kann. Das Portal erstellt auĂ&#x;erdem eine Analyse zum eigenen Stromverbrauch. So lĂ¤sst sich nicht nur einsehen, wie viel Energie jedes einzelne ElektrogerĂ¤t tatsĂ¤chlich benĂśtigt, auch â&#x20AC;&#x17E;Stromfresserâ&#x20AC;&#x153; kĂśnnen identiďŹ ziert werden. Welches GerĂ¤t verbraucht mehr, als ursprĂźnglich angenommen, und treibt damit die jĂ¤hrliche Stromrechnung in die HĂśhe? Voraus planen Bei Inbetriebnahme des â&#x20AC;&#x17E;eManagersâ&#x20AC;&#x153; muss der Anwender den Standort seiner PV-Anlage angeben. â&#x20AC;&#x17E;Suntrol MyHomeâ&#x20AC;&#x153; ruft regelmĂ¤Ă&#x;ig die Wetterdaten fĂźr diesen Ort ab und erstellt eine Ertragsprognose. Der Nutzer kann einsehen, wie viel Strom voraussichtlich in den nĂ¤chsten Tagen produziert wird und die EigenstromPlanung daran anpassen. â&#x20AC;&#x17E;MyHomeâ&#x20AC;&#x153; informiert, wann ElektrogerĂ¤te am besten angestellt werden kĂśnnen, um gezielt sauberen Strom zu nutzen. Einzige Voraussetzung fĂźr die Verwendung der MyHome-Steuerung ist eine durchgehende Internetverbindung. â&#x2013;

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Mit seiner dezenten Erscheinung sorgt er fĂźr ein warmes Willkommen. Nichts entgeht ihm. So gibt er jedem das gute GefĂźhl von Komfort und Sicherheit. Auch deshalb, weil er sich einfach montieren, bedienen und einstellen lĂ¤sst. Der neue theLuxa P KNX Bewegungsmelder macht immer eine gute Figur. Wer ihn bemerkt, wird schlichter, schlanker, eleganter.

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Nicht nur die Architektur dieses Hauses ist besonders, sondern auch das Innenleben. Das intelligente „smarthouse213“ der Familie Schmidt in Coburg ist ein Beispiel für die Vernetzung unterschiedlicher Funktionen mithilfe einer Gebäudeautomation auf KNX-Standard. Bild: Buderus

Lösungen für anspruchsvolle Aufgaben Mit smarten Gebäuden Energie einsparen – ein Blick auf den Markt und die Technologien Smart Home ist zweifelsohne ein Baustein, um die klimapolitischen Ziele in Deutschland zu erreichen. Mit aufeinander abgestimmten Komponenten und einer übergeordneten Systemebene lassen sich die Betriebskosten von Häusern und Wohnungen senken. Die Energieeinsparverordnung (EnEV) und der Energieausweis geben der Gebäudeautomation zudem einen neuen Stellenwert. Komfort und Sicherheit spielen neben der Energieeinsparung für die Interessenten an intelligenter Gebäudetechnik aber ebenfalls eine große Rolle. Unter dem Begriﬀ Smart Home verbergen sich die intelligente Gebäudeautomation, Haushaltsgeräte und Konsum- bzw. Unterhaltungselektronik in privaten Häusern, Eigentumswohnungen sowie Mietwohnungen. Einzelne Komponenten wie Sensoren und Aktoren werden dabei zu einem intelligenten System vernetzt und bilden die Grundlage für eine umfassende Bedientechnik und optimale Steuerung. Das Vernetzen verschiedener Disziplinen der Haustechnik ermöglicht ein umfangreiches Einsatzspektrum der intelligenten Steuerung in verschiedenen Gewerken. Zu nennen sind dabei im Wesentlichen Heizung, Lüftung/Klima, Sanitär, Elektrik, Beleuchtung, Beschattung, Überwachung,

Zutritt, Notfall, Metering sowie Umwelt. Die Tabelle 1 zeigt Teilsysteme und Ansatzpunkte. Ein Markt mit vielen Möglichkeiten Die Tabelle 1 zeigt, die technischen Möglichkeiten sind mannigfach. Vieles, was noch nach Zukunftsmusik klingt, ist längst schon Realität. Doch der Markt zeichnet sich durch unterschiedliche Technologien und teils proprietäre Systeme aus. Im deutschen Markt sind aber erfreulicherweise eine Reihe von technisch guten Systemen sowohl für den Neubau als auch für die Nachrüstung präsent. Die Auﬂistung zeigt die wichtigsten Marktplayer und liefert einen ersten Überblick. In den letz-

ten Jahren gab es dabei einen Technologieschub, der optimistisch stimmt. Das technisch „beste System“ gibt es jedoch nicht. Jedes hat seine Stärken und bevorzugten Einsatzgebiete. Eine detaillierte Beschreibung und Einschätzung der wichtigsten Initiativen und Plattformen (Tabelle 2) für das Smart Home liefert die Broschüre „Smart Home 2 Market“, welche vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie herausgegeben wurde (zum Download unter www.autonomik40.de). Dort sind auch unterschiedliche Systeme hinsichtlich entscheidender Kriterien detailliert beurteilt. Zusammenfassend lässt sich feststellen, dass die Interoperabilität derzeit noch

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CLE VER & SMART Smart Home

Zum hohen Wärmekomfort des „smarthous213“ trägt das intelligent integrierte Buderus-Heizsystem bei. Gasbrennwertgerät Logamax plus GB112 mit dem Regelsystem Logamatic 4000 kommuniziert über ein Modul mit der Einzelraumregelung. Im Gegensatz zu relativ ungenau arbeitenden Standard-Heizkörperthermostatventilen wird die Raumtemperatur durch die elektronischen Einzelraumregler viel genauer und energiesparender gesteuert. Bild: Buderus

problematisch ist. Denn die einzelnen Systeme sollten in der Lage sein, miteinander zu agieren. Doch das ist noch nicht für alle Anwendungen gegeben. Hinsichtlich der technischen Entwicklungen sind die Plattformen FRITZ!Box, Home Matic (eQ-3), KNX, Qivicon, RWE Smart Home und Revolv Hub am weitesten fortgeschritten. Dabei verzeichnet KNX den größten Marktanteil aller Smart Home-Ansätze in Europa. Diese Initiative verfügt über die meiste Anzahl an Anwendungen und erreicht eine Abdeckung aller Medien im privaten Haus. Bei der Nutzerfreundlichkeit und Bedienbarkeit zeichnen sich besonders die Initiativen Develo, Home Kit, RWE Smart Home und The Thread Group aus. Devolo punktet nach Einschätzung der Autoren besonders in Bezug auf die Tragfähigkeit des Geschäftsmodells. Besonders offen seien All Seen Alliance, Devolo, KNX, Open Internet Consortium und Revolv Hub. Dieses Kriterium erfasst die mögliche Partizipation und reicht von „closed shop“ über Lizenzierung bis bedingungslos offen. Die Initiativen KNX und Smart Home Paderborn weisen den höchsten Grad der Integration des Handwerks auf. Anforderungen und Nutzen für die Akteure Noch handelt es sich bei Smart Home um einen Nischenmarkt. Doch haben verschiedene Studien ein enormes Marktpotenzial für die kommenden Jahre ausgemacht. Wer sich hier frühzeitig qualifiziert,

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Hauseigentümer Matthias Schmid vor dem Homeserver im Erdgeschoss, der zentralen Bedienschnittstelle seines „smarthouse213“. Hier hat er den kompletten Überblick über sein Gebäude. Außer Funktionen wie Beleuchtung, Jalousien, Einzelraumregelung, Überwachungskameras, Trockner und Waschmaschine sind auch das Heizsystem und die Warmwasserversorgung sowie die Wohnraumlüftungsanlage integriert. Bild: Buderus

Tabelle 1: Wesentliche Gewerke und Teilsysteme eines Smart Homes.

Gewerke

Teilsysteme Smart Home / Hausautomation

Heizung

Heizungsanlage, Temperaturregelung, integrierte Wetterstation

Lüftung / Klima

Zu- und Abluftregelung, Ventilation

Sanitär

Trink-, Brauch-, Abwasser; Installation, Armaturen

Elektrik

Installation; Verteilung

Energiemanagement

Lastverteilung und -prognose, ggf. Eigenversorgung durch alternative Energien

Licht

Beleuchtung, Lichtmanagement/Szenarien, Rollladen

Zutritt

Zutrittskontrolle, Klingelanlage, Schlösser, Anwesenheits- und Bewegungserfassung

Überwachung

Technische Alarme: Feuer, Rauch, Gas; Intrusion: Glasbruchmelder, Video; Babyphon, Urlaubswachschutz, usw.

Notfall

Sprinkleranlagen, unabhängige Stromversorgung, Fluchtwegsystem

Metering

Verbrauchszähler für Strom, Gas, Wasser, Wärme; Energiedienstleistungen wie Fernablesung, genaue tagesaktuelle Abrechnung

Umfeld

Grünﬂächen-/Gartenbewässerung, Düngung

Beispiele für Produkte und Dienste im Zusammenhang mit Hausbewohnern Kosum- und Kommunikationselektronik

TV, Video, Audio, PC, Teledienste usw.

Hausgeräte

Kühlschrank, Waschmaschine, Trockner, Spülmaschine, Staubsauger usw.; Hausgerätemonitoring, -diagnostik und -fernbedienung

Gesundheit/Pﬂege

Kranken- und Altenbetreuung, Betreuung von Menschen mit Behinderung, Sturzerkennung, Aktivitätsmonitoring usw.

Mobilität

E-Mobile als Teil des Energiemanagementsystems („rollende Batterie“ im Smart Home

CLE VER & SMART Smart Home

Link

Endnutzerorientierung

Bekanntheit über Deutschland hinaus

www.allseenalliance.org

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www.connected-living.org

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www.devolo.com/de

●

www.digitalstrom.org/allianz

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Zahl der Partner

Assoziierte Partner

AllSeen Alliance (Qualcomm)

CLICK (Connected Living e.V.)

digitalSTROM-Allianz (ETH Zürich)

ECHONET LITE

www.echonet.gr.jp

EEBus Initiative e.V. (Kellendonk Elektronik GmbH)

EnOCEAN Alliance (EnOCEAN)

develo

Fritz!Box (AVM) Home Kit (Apple)

Energieeﬃzienz im Fokus In Europa entstehen laut Schätzungen etwa 41 % des gesamten Energiebedarfs in Gebäuden. Im Gebäudebereich liegen also große Einsparpotenziale, welche bislang bei Weitem nicht ausgeschöpft scheinen. Sie liegen vor allem in einer gut abgestimmten Gebäudeautomation sowie in Maßnahmen an der Gebäudehülle und an der Anlagentechnik. Grundlagen für Energieeinsparungen durch die Gebäudeautomation sind im Teil 11 „Gebäudeautomation“ der DIN V 18599 „Energe-

Tabelle 2: Einschätzung der einzelnen Initiativen und Plattformen für das Smart Home.

Name der Allianz (Treiber)

Der KNX-Energiesensor von Jung dient der gezielten Messung und Überwachung des Energieverbrauchs. Werte und Daten lassen sich über Monate speichern. Graﬁken und Statistiken sorgen für eine übersichtliche und klare Darstellung. So erkennt der Anwender eventuelle Einsparpotenziale auf einen Blick und kann seinen Energieeinsatz entsprechend optimieren. Bild: Jung

beispielsweise Zugangs- und Schließsysteme, Überwachungs- und Notfallfunktionen, Videoüberwachung sowie schnelle und sichere Fehlerdiagnose und Fehlerbehebung. Anforderungen wie Erhaltung der Selbstständigkeit im Alter oder einfache Beherrschbarkeit der Technologie, Eingriﬀsmöglichkeiten zu jeder Tageszeit sowie sinnvolle und nachvollziehbare Verknüpfung von Diensten steigern den persönlichen Komfort. Niedrige Energiekosten erhöhen die Wirtschaftlichkeit von Gebäuden.

Reifegrad Plattformansatz

Die Einbindung der Heizungsanlage im Haus in Coburg erfolgte nach detaillierter Planung. Dabei galt es, sowohl eine Regelung pro Raum mit Tagesproﬁlen, Fensterkontakte und die Warmwasserversorgung zu berücksichtigen. Zwei getrennte Heizkreise versorgen die Fußbodenheizung im Erdgeschoss sowie die Radiatoren in den anderen Etagen. Basis der eﬃzienten Steuerung des gesamten Heizungssystems ist das hier abgebildete Regelsystem „Logamatic 4000“. Bild: Buderus

dürfte wie üblich einen Wettbewerbsvorsprung haben. Doch nicht alles, was technisch machbar ist, nützt auch dem Kunden. Smart Home muss bezahlbar sein und sich vor allem an den individuellen Bedürfnissen der Hausbewohner ausrichten. Viel zu wenig werde darauf eingegangen, was der Kunde wirklich will und braucht, meinen Experten. Um Abhilfe zu schaffen, müssen Planer zunächst herausfinden, welche Funktionen dem Kunden wichtig sind und was das System insgesamt kosten darf. Davon ausgehend können Fachunternehmen dann jeweils geeignete Systeme vorstellen. Das Institut für Gebäudetechnologie (IGT) mit Sitz in Ottobrunn bietet Fachunternehmen dazu beispielsweise Fragebögen und Planungshilfen an. Prinzipiell sind Angebote auch so zu gestalten, dass die Systeme jederzeit erweiterbar sind und eine Integration verschiedener Dienste ermöglichen. Allgemein sind Sicherheit, Komfort und wirtschaftliche Erwägungen die wesentlichen Determinanten, welche die Entscheidung potenzieller Kunden beeinflussen. Zur Steigerung der Sicherheit gehören

174

525

www.eebus.org/eebus-initiative-ev

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www.enocean-alliance.org/de/unsere_mitglieder

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avm.de/produkte

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developer.apple.com/homekit

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HomeMatic (eQ-3)

www.eq-3.de/homematic.html

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HyperCat

wiki.1248.io/doku.php?id-hypercat

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KNX (KNX Association)

366

www.knx.org

QIVICON (Deutsche Telekom)

www.qivicon.com

RWE SmartHome (RWE)

www.rwe-smarthome.de

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Open Interconnect Consortium (open source)

www.openinterconnect.org

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Revolv Hub (Belkin)

www.revolv.com

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SAMSUNG Smart Home

www.samsung.com/ch/smarthome/index.html

The Thread Group (Google/Nest)

www.threadgroup.org

inhaus (FhG IMS) Smart Home Paderborn e. V.

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Über 50

www.inhaus.fraunhofer.de

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www.smarthomepaderborn.de

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IKZ-ENERGY 6/7/2015

Smart Home

bedarfsgerechte Heizen. Das Ziel lautet, in den Räumen nur dann Wärme zur Verfügung zu stellen, wenn diese auch wirklich gebraucht wird. Ein Eingriff in das bestehende Heizungssystem hält sich dabei in Grenzen. Smart Home-Lösungen können hier einen entscheidenden Beitrag leisten, um Vorgänge wie das Absenken der Heizung bei Abwesenheit oder bei Öffnung der Fenster zu automatisieren. Denn Studien belegen auch, wie sehr das Nutzungsverhalten der Bewohner den Energieaufwand beeinflusst. Die Vernetzung und Automatisierung der eingebundenen Komponenten stellt aber eine bedarfsgerechte Anpassung des Heizverhaltens sicher. Das Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP hat rechnerisch die Standard- mit der Einzelraumregelung verglichen. In der Betrachtung wurde zusätzlich eine automatische Rollladensteuerung berücksichtigt. Je nach Nutzungsprofil ergaben sich Einsparpotenziale von rund 17 % bei Familien, rund 21 % bei Senioren und rund 38 % bei Singles, bezogen sowohl auf den Neubau- als auch Altbaubestand.

Integration von IT-Herstellern

Integration von Anwendungsherstellern

Integration von Sensor-Aktor-Herstellern

Integration von Dienstleitern

Anteil der verfügbaren Anwendungen

Abdeckung der Wertschöpfungskette

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AllSeen Alliance (Qualcomm

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Click (Connected Living e.V.)

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develo

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ECHONET LITE EEBus Initiative e.V. (Kellendonk Elektronik GmbH)

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HomeMatic (eQ-3) HyperCat

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KNX (KNX Association)

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QIVICON (Deutsche Telekom)

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Erläuterung: Je größer der Kreis, umso zutreﬀender Leeres Feld: Nicht zutreﬀend

6/7/2015 IKZ-ENERGY

RWE SmartHome (RWE)

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Open Interconnect Consortium (open source)

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Revolv Hub (Belkin)

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SAMSUNG Smart Home

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The Thread Group (Google, Nest)

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Kontakt für Rückfragen: Reinhard Heite, Tel. 02931 8900-50

Home Kit (Apple)

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Heftbestellungen bitte schriftlich an: leserservice@strobel-verlag.de

Fritz! Box (AVM)

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68 Seiten stark! Sichern Sie sich jetzt Ihr persönliches Exemplar (Einzelpreis € 10,- inkl. MwSt. und inkl. Versand).

EnOCEAN Alliance (EnOCEAN)

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Smart Building 2020

digitalSTROM-Allianz (ETH Zürich)

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SPEZIAL-AUSGABE 2014

Name der Allianz (Treiber)

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IP-Bedarf

Oﬀenheit

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Integration des Handwerks

Tragfähigkeit des Geschäftsmodells

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Das Sonderheft zum Thema Smart Building sollte in keinem HaustechnikFachbetrieb fehlen.

Öﬀentlichkeitswirksamkeit (Presse/Medien)

tische Bewertung von Gebäuden“ festgelegt. Die gesamte Energie für ein Gebäude umfasst die thermische Energie für Heizung, Trinkwassererwärmung und Kühlung sowie die elektrische Energie für Beleuchtung und elektrische Verbraucher wie Pumpen, Gebläse und Haushaltsgeräte. Durch die Regelung und Abstimmung der verschiedenen Gewerke lässt sich mit Automatisierung eine bessere Energieeffizienz des Gebäudes erzielen. Wie viel Einsparpotenzial durch welche Maßnahmen jedoch tatsächlich gegeben sind, ist nur schwer zu beziffern. Zu sehr differenzieren die einzelnen Quellen und Untersuchungen. Auch muss hinsichtlich der Nutzung und der Energieart unterschieden werden. Professor Michael Krödel vom IGT spricht etwa von 5 % der elektrischen Energie in privaten Haushalten. Wesentlich mehr Energieeinsparung sei bei Nichtwohngebäuden gegeben. Größte Verbraucher und damit auch das größte Einsparpotenzial in privaten Haushalten dürfte aber bei der Gebäudeheizung liegen. Hauptansatzpunkt ist das

Die Zukunft der Haustechnik!

Spezial-Ausgabe 2014

CLE VER & SMART

inhaus (FhG IMS) Smart Home Paderborn e. V.

STROBEL VERLAG GmbH & Co KG Zur Feldmühle 9-11 59821 Arnsberg Tel. 02931 8900 0 Fax 02931 8900 38 www.strobel-verlag.de

CLE VER & SMART Smart Home

„Evohome“ von Honewell ist die neue Generation eines intelligenten Einzelraumregelungssystems. Dies sorgt für mehr Komfort, Kontrolle und Kosteneinsparung. Neu ist der Remote-Zugriﬀ: Mittels einer App kann das System über das Smartphone, Tablet oder eine Smartwatch gesteuert werden. Bilder: Honeywell

Die Smart Home-Zentrale - Haussteuerung nach Maß ist weder Zukunftsmusik noch unbezahlbarer Luxus. RWE Smart Home zum Beispiel ermöglicht die zeitgemäße Haussteuerung von elektrischen Geräten und Heizung. Bild: RWE

Zusätzliches Energieeinsparpotenzial bietet auch Smart Metering. Dem Kunden werden damit tageszeitaktuelle Energiepreise angeboten. Ziel ist, bestimmte Energieverbraucher wie Wasch- oder Spülmaschine automatisiert nach dem Energiepreis zu steuern. Durch diese Maßnahmen soll der private Haushalt als Verbraucher und zunehmend auch als Erzeuger über Photovoltaikanlagen in die Netz- und Erzeugungssteuerung der EVU integriert werden. Eine derartige Vernetzung, das sogenannte Smart Grid, optimiert das Gesamtsystem hinsichtlich Effizienz und Sicherheit. Im weiteren Sinne ist unter Smart Metering auch das gezielte Messen von einzelnen Geräten durch den Kunden zu verstehen. Über die Darstellung von Verbrauchskurven auf PC oder Smartphone kann er Einsparpotenziale wie den Stromverbrauch von Geräten im Stand-by-Zustand erkennen. Sensibilisierung und Transparenz sorgen im Idealfall für ein energiesparendes Nutzerverhalten. Bis 2020 sollen Smart Meter eine Marktdurchdringung von 80 % in Europa erreicht haben. Das Institut Borderstep ist Koordinator des Forschungsprojekts SHAPE, welches sich mit dem Energiemanagement im mehrgeschossigen Wohnungsbau durch intelligente Heimvernetzung und Heimautomatisierung beschäftigt. Durch ein dezentrales Energiemanagement könnten demnach bis zu 30 % Heizenergie und bis zu 10 % Stromverbrauch eingespart werden. Möglich würde dies durch den Einsatz von gezielter Gebäudeautomatisierung, kombiniert mit Smart-Grid-Techniken. Laut Borderstep ist das Energieeinsparpotenzial in Haushalten nicht so leicht zu mobilisieren, da zum einen wenig Kenntnis über den Verbrauch einzelner Geräte herrscht, und zum anderen ein hoher Anteil der Immobilien und Wohnungen in Deutschland vermietet ist. Investitionen in Energieeffizienz müssten, wenn sie relevante Einsparpotenziale mobilisieren sollen, sowohl durch den Mieter als auch durch den Vermieter erfolgen. An diesem Punkt setzt SHAPE an. Das Projekt zielt darauf ab, technische Komponenten und Softwaredienste zu entwickeln, die eine effiziente Nutzung von Energieverbrauchern (Strom und Heizung) im Haushalt steuern sowie eine Aggregation und Nutzung vieler kleiner, haushaltsbezogener Energieeffizienz- und Speicherpotenziale insbesondere in Mietwohnungen erlauben. Dadurch wird eine Kopplung an Technologien des Smart Grids (Smart Metering, intelligente

IKZ-ENERGY 6/7/2015

CLE VER & SMART Smart Home

Wohlfühlkomfort im Bad: dank besonderer Lichteﬀekte und einer bedarfsgerechten Raumheizung. Bild: Buderus

Lösungen für Smart Oﬃces und große Gebäudekomplexe bietet die neue Gebäudemanagementplattform „Desigo CC“ von Siemens. Das System bietet hohe Einsparpotenziale, indem es verschiedene Funktionen und gebäudetechnische Gewerke eﬃzient miteinander verknüpft, regelt, steuert und überwacht. Das sorgt für ein gesundes Raumklima, hohe Nutzerfreundlichkeit und senkt die stetig steigenden Betriebskosten durch Einsparfunktionen. Bild: Siemens

Tabelle 3: Energieeinsparung durch Raum- und Gebäudeautomation bezogen auf unterschiedliche Gewerke. Quelle: angelehnt an Knoll, P.; Becker M.; Literaturübersicht zu Energieeinsparpotenzialen durch moderne Elektroinstallationen, Studie der Hochschule Biberach

38 Heizung

11-25 %

22 Beleuchtung

16-52 %

11 Lüftung

28-46 %

12-29 %

21-60 %

8-31 %

10-24 %

23-28 %

17-23 %

2 %

10 %

20 %

Energieeinsparpotenzial

6/7/2015 IKZ-ENERGY

30 %

40 %

50 %

Kälte

Allgemein

Energiemanagement

Sonnenschutz

Ennergieeﬃzienz Garantie

Regelungsoptimierung

60 %

Nahwärmenetze und Integration regenerativer Energiequellen, etc.) möglich. So könnten in einem unsanierten Gebäude Energieeinsparungen vergleichbar mit einer energetischen Sanierung der Gebäudehülle erzielt werden. Fazit und Ausblick Für eine breitere Entwicklung der Smart Home-Nachfrage scheinen also die Faktoren Interoperabilität der Systeme und die Ausrichtung am Kundennutzen sowie ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis relevant. Aber auch staatliche Anreize dürften eine Rolle spielen. Die Förderpolitik im Gebäudebereich zur Mobilisierung von Potenzialen zum Energiesparen darf sich daher nicht nur auf klassische Sanierungsmaßnahmen fokussieren, sondern sollte verstärkt Energiemanagement mithilfe von Smart Home-Lösungen berücksichtigen. Dies gilt vor allem deshalb, weil letztlich das Nutzungsverhalten den Ausschlag für den tatsächlichen Energieverbrauch eines Gebäudes gibt. ■ Autorin: Angela Kanders, freie Journalistin, www.angelakanders.de

Anzahl der Literaturnachweise

ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

Die Lüftungstechnik in der Raumgestaltung Anmerkungen zur sichtbaren Integration lüftungstechnischer Komponenten in den Innenraum Nicht nur bei Architekten, sondern auch bei Raumgestaltern, sorgen sichtbare Elemente der Lüftungstechnik nicht selten für Vorbehalte aufgrund der „Optik“. Dies betrifft sowohl Komponenten und Bauteile im Innenraum als auch sichtbare Komponenten an und in der Fassade (Umschließungsfläche), der Außenansicht des Gebäudes. Die Bauplanung im Allgemeinen sieht sich darüber hinaus mit dem Dilemma konfrontiert, „immer mehr Haustechnik unterbekommen zu müssen“. Dieses „Unterbekommen“ bedeutet in der Regel, bis auf wenige Ausnahmen, ein Verstecken, Integrieren oder Verkleiden in der Baukonstruktion oder des Innenausbaus (Installationsschächte, -ebenen, usw.). Dies bedeutet einen erhöhten Materialaufwand, der neben der Raumlufttechnik auch andere Gewerke wie z. B. den Roh- und Trockenbau betrifft und sich entsprechend auf den Bauzeitenplan auswirkt. Überdies sehen sich viele Bauherren und Entscheider in einem Konflikt zwischen der Notwendigkeit lüftungstechnischer Maßnahmen einerseits und den Problemstellungen der Integration in das jeweilige Bauwerk bzw. der jeweiligen Nutzungseinheit andererseits. Gerade aus die-

ser Problemstellung heraus ergeben sich oft scheinbar pragmatische Lösungsansätze durch Reduktion der Komponenten, oder anderweitige „Vereinfachungsansätze“, die nicht immer zielführend im Sinne eines reibungslosen Betriebs zur umfassenden und tatsächlichen Sicherstellung der Mindest-Luftwechsel sind. Die Herausforderungen in gestalterischer Sicht, als auch hinsichtlich der erhöhten Aufwendungen von Materialeinsatz, Bauzeitenabläufen und Instandhaltung, zeigen sich in der Praxis in zahlreichen „Worst-Case-Beispielen. Besonders der Begriﬀ „Integration“ legt es daher nahe, sich im Besonderen mit den Zusammenhängen, Herausforderungen, aber auch mit den Möglichkeiten von lüftungstechnischen Komponenten im Sinne der Raumgestaltung auseinanderzusetzen.

Das Dogma der Unterputz-Installation In der Baukultur des deutschsprachigen Raumes hat sich die sogenannte UnterputzInstallation deutlich mehr entwickelt als im restlichen europäischen Kulturkreis. Es scheint in der Tat ein „ungeschriebenes Gesetz“ zu wirken, das alles, aber auch wirklich alles und vor allem Haustechnisches gebietet zu verstecken bzw. „unsichtbar“ zu machen. Die äußerst schwierige Zugänglichkeit ist dabei nur ein Problem der späteren Instandhaltungsaufwendungen. Haustechnische Komponenten werden am ehesten sichtbar im Sanitärbereich zugelassen und kultiviert, kaum in der Heizungstechnik und am wenigsten in der Wohnraumlüftung, obgleich diese doch das hauptsächliche Element des Raums – das Medium Luft – und daraus resultierend erheblich das Raumklima prägt.

Sichtbare Aufputzinstallation eines Abluftkanals in einer oﬀenen Wohnküche. Bild: Tom Baerwald / Forum Wohnenergie

Die geschlossenen Öffnungen Das Fenster ist der ursprünglichste Außenwand-Luftdurchlass (ALD). Als die Menschen noch draußen lebten, war es weniger der Tageslichtbedarf, sondern vielmehr der Lüftungsbedarf, der Öffnungen in den Umschließungsflächen des Raumes notwendig machte. Aus dem Windloch wurde das „window“, das heute aber ungleich dichter ist, als es jemals war. Dies verlangt nicht nur die Energieeffizienz, sondern vielerorts auch der Lärm- und Schallschutz. Denn andere Aspekte einer kontrollierten Lüftung sind neben der geforderten Nutzerunabhängigkeit eben heute die stetig steigenden Umweltbelastungen wie Luftverschmutzungen und Lärmbelastungen. Oft verlangen diese Aspekte schon eine kontrollierte Luftführung, um dadurch auch eine Luftreinigung bzw. Luftfilterung zu erreichen. Ein Mindest-Luftwechsel per Fensterlüftung ist heute nur noch in seltenen Fällen möglich. Nicht nur wegen etwaigen Um-

IKZ-ENERGY 6/7/2015

ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

weltbelastungen, sondern auch wegen der Anforderungen an das Raumklima – insbesondere hinsichtlich der heutigen Dichtheit von Gebäuden und dem daraus sicher ergebenden, umso wichtigeren nutzerunabhängigen (!) baulichen Feuchteschutz. Das Nachweisverfahren zur Notwendigkeit lüftungstechnischer Maßnahmen (LtM) kommt in der Regel zu der Erkenntnis, dass eine lüftungstechnische Maßnahme nicht nur notwendig ist, sondern dass diese in den seltensten Fällen über eine „freie Lüftung“ wirklich nutzerunabhängig sicherzustellen ist. Selbst wenn ein Mindest-Außenluftvolumenstrom zum baulichen Feuchteschutz in manchen Gebäuden bzw. Nutzungseinheiten durch freie Lüftung rechnerisch möglich sein könnte, werden in der Praxis doch oft Sicherheitszuschläge eingebracht, die besonders die Energieeﬃzienz infrage stellen, aber auch Bedenken hinsichtlich der thermischen Behaglichkeit nicht verleugnen lassen.

Lüftungstechnische Maßnahmen im Kontext der Raumgestaltung Lüftungstechnische Maßnahmen sind heute in der Regel sowohl in Wohn- als auch in Nichtwohngebäuden unvermeidlich. Diese Maßnahmen beinhalten eine Vielzahl lüftungstechnischer Komponenten und Bauteile, sowohl innerhalb der thermischen Hülle (Umschließungsﬂächen) als auch im Wohnraum und in Bauelementen bis hin zur Zusammenführung und Verteilung an ein zentrales Lüftungsgerät, das sich an einer Stelle, in der Regel im Technik- oder Hauswirtschaftsraum beﬁndet. Es gibt also allerhand zu verstecken, möchte man meinen, und sucht daher nach einfachen, unaufwendigen und also „gut versteckbaren“ Systemen. Diese sind aber nicht immer die beste Wahl. Besonders lüftungstechnische Komponenten wirken wesentlich auf die Raumluftqualität und somit auf das Raumklima und sollten allein aus diesem Grund eigentlich nicht versteckt werden, um eine stete Zugänglich-

keit und Augenscheinkontrolle im Sinne hygienischer Inspektionen oder anderer Fehlfunktionen zu ermöglichen. Die maximale Zugänglichkeit zur Augenscheinkontrolle, als Sicherstellung der Raumluftqualität durch raumlufttechnische Anlagen, spricht für eine weitgehende Aufputz-Installation. Überdies erweist sich das „Verstecken“ in sogenannten Installationsebenen oder -schächten, häufig als bauphysikalisch problematisch. Nicht selten bestehen in diesen Zwischenräumen unterschiedliche Temperaturen, welche sich unbemerkt bis zur Taupunktunterschreitung entwickeln können und in manchen kritischen Bereichen, insbesondere auch im Zusammenhang mit Wärmebrücken, die Bausubstanz schwerwiegend schädigen können. In solchen Fällen konzentriert sich die Gefahr dabei nicht lange allein auf das Bauwerk, sondern betrifft auch sehr schnell das Wohlbefinden und die Gesundheit der Nutzer (Personen im umbauten Raum).

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Die Abbildung zeigt das Luftkanalnetz eines Einfamilienhauses mit Zentralgerät und WRG, welches in den Innenraum zu integrieren ist. Bild: Systemair/Forum Wohnenergie

Denn gerade wegen der sehr hohen Dichtheit von Gebäuden, mit kaum noch darstellbaren Inﬁltrations-Luftwechselraten, entwickeln sich die Kriterien des Raumklimas zu einer zentralen Bedeutung, nicht nur im Kontext eines wohngesunden Bauens. Im Sinne von Arbeitsstätten-Richtlinien und der gestiegenen Sensibilität von Unternehmen, werden auch für Nichtwohngebäude (Arbeitsplätze, Büros, etc.) im-

Kombination von UnterﬂurZuluftauslässen mit Beleuchtungselementen, einfach revisionierbar. Bild: Forum Wohnenergie

mer mehr raumklimatische Kriterien zum Wohle der Gesundheit der Mitarbeiter eingefordert. Ausführungsqualität von sichtbaren Installationen Ebenso können innerhalb von umbauten Installationsebenen in horizontaler und vertikaler Ausführung Luftbewegungen und Schallübertragungen entstehen, die mitunter durch bauliche Unzulänglich-

keiten wie Körperschallübertragung usw. noch verstärkt werden. Aufputz-Installationen steigern erfahrungsgemäß die Ausführungsqualität und somit auch die Funktionssicherheit durch Sensibilisierung und permanente Augenscheinkontrolle. Der Aufwand für Verkleidungen oder Auskofferungen von luftführenden Leitungen und Bauteilen ist indes auch nicht zu verachten. Das betrifft Materialaufwand ebenso wie Arbeitsaufwand und zusätzliche Ressourcen im Bauzeitenplan. Grundsätzlich muss beachtet werden, dass sämtliche Bestandteile der Lüftungstechnik vor der Ver- oder Umbauung zu prüfen und zu reinigen sind. In den meisten Fällen ist überdies auch die Anbringung einer Wärmedämmung notwendig, was unbedingt vollständig und fachgerecht zu geschehen hat, da man in der Regel später nie mehr an entsprechende Anlagenteile heran kommt. Mit Revisonsöffnungen oder Zugangsmöglichkeiten zu Installationsschächten schaut es erfahrungsgemäß eher schlecht aus. Der Anspruch handwerklicher Ausführungen leidet gar oft unter dem so beliebten Unterputz-Mantra: „Ein Trost ist uns geblieben, es wird verputzt und zugerieben.“ Sichtbare Ausführungen zeugen in der Regel immer von einer höheren Ausführungsqualität. Und Ausführungsqualität steht im direkten Zusammenhang mit Funktion und Betriebssicherheit. Der Begriff „Funktion“ dürfte überdies auch einem Gestalter (Designer) ein solcher sein. Was bedeutet eigentlich „Lüftungstechnische Maßnahme“ im Sinne der konkreten Raumgestaltung? Zuerst bedeutet es freilich den Begriff „Raumgestaltung“ näher zu betrachten. Dabei steht stets die Nutzung des Raumes an erster Stelle: Warum wird dieser Raum gestaltet und was wird in diesem Raum geschehen? – Dabei wird festzustellen sein, dass dieser Raum auch aus einer Vielzahl von Räumen bestehen kann, ja sogar aus verschiedene Ebenen, Raumgruppen, Raumverbünden und Raumebenen, also ein Haus (Nutzungseinheit). Die Raumgestaltung bedeutet so gesehen nichts anderes, als die Gestaltung eines umbauten Raumes und beginnt also mit dem Hausbau, der Planung, der Bauweise und Baukonstruktion. Und: Es wird ein luftdichter Raum werden. Dies ist wiederum der Grund dafür, dass eine lüftungstechnische Maßnahme notwendig ist und entsprechende Komponenten, Bauteile und Elemente in den umbauten Raum integriert werden müssen.

IKZ-ENERGY 6/7/2015

ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

Lüftungstechnische Maßnahmen betreffen nicht nur die Baukonstruktion und die Ausführung, sondern auch sichtbare Elemente, die im Sinne der Raumgestaltung relevant sind. Der Zusammenhang von Raumgestaltung und Lüftungstechnik verlangt die Betrachtung einer nachhaltigen Gestaltung (Schaﬀ ung) des Raumklimas, d. h. die Handlungsoptionen, die das Raumklima wesentlich beeinﬂussen. Sicherlich sind in diesem Zusammenhang auch Produktinnovationen gefragt, die durchaus auch Impulse aus der Innenarchitektur benötigen. Exkurs: Bedeutung des Raumklimas In Anbetracht der Tatsache, dass sich der moderne Mensch etwa zu 90 % im Innenraum aufhält, also in jenem umbauten Raum, der heute nahezu luftdicht ist, darf eine nutzerunabhängige Verbindung zum Außenraum nicht vernachlässigt werden.

Tabelle 1: Die Luftführung im umbauten Raum erfolgt immer vom Zuluftbereich über die Übergangsbereiche in die Abluftbereiche, um die wasserdampfschwangere Luft so schnell wie möglich aus dem Raum (bzw. die Nutzungseinheit) zu schaﬀen.

Luftbereiche im umbauten Raum Zuluftbereich

Übergangsbereich

Abluftbereich

Wohn- und Arbeitsräume, Schlaf- und Ruheräume, Kinderzimmer, Gästezimmer und Multifunktionsräume

Flure und Übergangsbereiche, Dielen, Verbindungsräume und oﬀene Bereiche

Badezimmer, Duschbäder, Toiletten, Hauswirtschaftsräume, Wellness-Bereiche und Sanitärräume, Küchen, Teeküchen, usw. Quelle: Forum Wohnenergie

Von besonderer Bedeutung ist es, die im dynamisch auf das Bauwerk und auch als Innenraum „verbrauchte“ Luft gegen „un- umfassendes Trägermedium auf den Menverbrauchte“ Außenluft auszutauschen. In- schen. Ein Mindest-Luftwechsel ist demterne Lasten werden ausgebracht und ex- entsprechend zweifach notwendig: terne Lasten (Lärm, Feinstaub und andere t Für das Bauwerk als baulicher FeuchLuftschadstoﬀe) müssen kontrolliert werteschutz und den. t für den Menschen für einen hygienischen (gesunderhaltenden) LuftwechLuft ist das alles umfassende Medium im Innenraum und wirkt vor allem thermosel.

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6/7/2015 IKZ-ENERGY

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ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

Quellauslässe mit formschönen Abdeckgittern können sowohl im Boden als auch im Sockelbereich von Wänden eingebaut werden. Bild: Forum Wohnenergie

Abluftkanal mit Ansauggitter zur einfachen Reinigung und Revision in einem Schulungsraum. Bild: Forum Wohnenergie

Der Luftwechsel beeinflusst das RaumEin unerlässlicher Aspekt für die Raumklima nachhaltig allein aufgrund der phy- gestaltung sind die verschiedenen Wirsiologischen Anforderungen des Menschen kungen im umbauten Raum, die unabund der daraus resultierenden Wechsel- hängig von oberflächlichen Gestaltungsopwirkungen mit dem Innenraum. Ein gutes tionen unbedingt auch funktional im Sinne Raumklima sollte also auch das Resultat der Nutzung (Nutzungsprofil) des Raumes einer menschengerechten Raumgestal- sein müssen. Die wesentlichen Aspekte tung sein. des Raumklimas sind daher auch baubioDer Mensch steht aufgrund seiner or- logisch zu betrachten. Dies sind: ganischen Grundfunktionen im direkten t Natürliche Regulierung der RaumluftEinfluss auf die ihn umgebende Luft bzw. feuchte unter Verwendung feuchteausRaumluft. Nicht nur die Türen, sondern gleichender Materialien. auch Fenster markieren die Schwelle von t Geringe und rasch abklingende Neubaufeuchte. innen nach außen und umgekehrt.

t Ausgewogenes Maß von Wärmedämmung und Wärmespeicherung. t Optimale Oberﬂächen- und Raumlufttemperaturen. t Gute Luftqualität durch natürlichen Luftwechsel – baulicher Feuchteschutz. t Strahlungswärme zur Beheizung. t Das natürliche Strahlungsumfeld wenig verändernd. t Ohne Ausbreitung elektromagnetischer Felder und Funkwellen. t Weitgehende Reduzierung von Pilzen, Bakterien, Staub und Allergenen. Aus dieser Auﬀührung sind die mannigfachen Kriterien ersichtlich, welche sich im Sinne des Raumklimas sowohl für die Raumgestaltung als auch für die lüftungstechnischen Maßnahmen ergeben.

Abluftgitter wie in diesem Abluftkanal können auch als Revisionsöﬀnung dienen und unkomplizierte Inspektions- und Reinigungsarbeiten ermöglichen. Bild: Forum Wohnenergie

Luftbereiche und Luftführungen im umbauten Raum Um einen umfassenden und tatsächlich vollständigen Luftaustausch im umbauten Raum ermöglichen zu können ist es wichtig, die Lüftungsbereiche und die daraus resultierenden Luftführungen zu beachten. Die Luftführung ergibt sich aus den unterschiedlichen Luftqualitäten. Im Sinne des baulichen Feuchteschutzes ist beispielsweise Wasserdampf unmittelbar auf direktem Weg aus dem umbauten Raum hinaus zu führen und eben diese Luftmenge durch neue „unverbrauchte“ Luft zu ersetzen. Dementsprechend ist die Zuluftqualität von ebenso großer Bedeutung, da diese Luft durch sämtliche Aufenthalts- und Wohn-

IKZ-ENERGY 6/7/2015

ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

räume, Schlaf- und Ruheräume geführt wird. Einzelne Lüftungsbereiche, aber auch die Luftführungen im Raum, sollten durchaus schon in der konzeptionellen Raumgestaltung Eingang ﬁnden. Um einen umfassenden Luftwechsel zu erreichen, ist eine entsprechende Positionierung in der Raumgeometrie erforderlich, welche nicht nur die Anordnung der Zu- und Abluftventile festlegt, sondern diese auch unterscheidet, und durch entsprechende Festeinstellungen auf die jeweiligen Anforderungen des gewünschten Volumenstroms in m³/h an den Ventilen den Luftaustausch sicherstellt. Besonders Zuluftventile zeichnen sich dadurch aus, dass die Strömungsrichtungen verändert bzw. den Anforderungen des Raumes angepasst werden können, wie z. B. Drallauslässe, Weitwurfdüsen usw. Hierfür ist eine entsprechende Kanalführung notwendig! Die Tabelle 1 zeigt die Deﬁnition der Luftbereiche im umbauten Raum. Die Bereiche, die durch lüftungstechnische Maßnahmen berührt werden, sind im

Konkreten durch die gewählte Lüftungs- t Deckenflächen für Lüftungsventile (Intechnische Maßnahme festgelegt und im nengestaltung). Ganzen sehr vielfältig. Sie bieten daher so- t Deckenflächen (Innendecken/abgegar die Möglichkeit, ebenso vielfältig auf hängte Decken) für Leitungsführung die Belange der Raumgestaltung einzu(Innengestaltung). gehen, oder sie gar sehr bewusst als kon- t Dachflächen für Luftdurchführungen (Außengestaltung). kretes Element der Raumgestaltung zu behandeln. Gestaltungsrelevante Bauteile Unabhängig von der Auswahl eines bestimmten Lüftungssystems, wie Über- der Lüftungstechnik druck-, Unterdruck- oder gar kombinierte Im Grunde besitzen die bislang auf dem Anlagen, Mischsysteme usw., sollen hier Markt verfügbaren lüftungstechnische Elesämtliche Bereiche dargestellt und betrach- mente allesamt mehr oder weniger eine tet werden, die von lüftungstechnischen Gestaltungsrelevanz. Nicht nur für den Maßnahmen rein baulich betroffen sind Innenraum, sondern auch für den Aubzw. sein können: ßenraum, da sie ja schließlich die unvert Außenwände der Fassade (Fassadenge- meidbare Brücke (Verbindung) zwischen innen und außen sind und für den notstaltung). t Fenster und Fensterrahmen (Fassaden- wendigen Luftaustausch sorgen. Aus der Perspektive des Gestalters spielt natürlich und Innengestaltung). t Innenwände und Türen (Überströmein- auch das Material eine wichtige Rolle, vor allem, wenn es nicht versteckt werden soll. richtungen / Leitungsführung). Da wünscht man sich ehrliche und echte t Freie Räume zur Leitungsführung. t Innenwände für Lüftungsventile (In- Materialien, die neben einer primärenernengestaltung). getischen Bewertung freilich auch einer

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ERLUS ViaVento – angenehmes Klima im ganzen Haus Bei immer dichteren Gebäudehüllen funktioniert der Luftaustausch nicht mehr von selbst. Das Lüftungsnetzwerk ERLUS ViaVento ist mit jedem handelsüblichen zentralen Wohnraumlüftungsgerät kombinierbar und leitet Zu- und Abluft durch alle Geschosse. Gerüche oder überschüssige Luftfeuchtigkeit werden abgeführt, so kann sich Schimmel gar nicht erst bilden. 6/7/2015 IKZ-ENERGY

ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

Umlenkhaube für die Zuführung von Außenluft und Abführung von Fortluft an einer Fassade. Auch hier lässt sich allerhand Gestaltungspotenzial eruieren. Bild: IBN/Forum Wohnenergie

ökologischen Bewertung standhalten müssen. Zuerst aber sollte man sich die verschiedenen Komponenten ansehen, unterscheiden und zuordnen und sich dabei möglichst wenig bis gar nicht von den bisherigen, typischen Anwendungen beeinﬂussen lassen: t luftführende Leitungen (Luftkanäle) – innen, t luftführende Leitungen (Luftkanäle) – außen, t Formteile für luftführende Leitungen – innen, t Formteile für luftführende Leitungen – außen, t Ventile für Zuluft mit unterschiedlicher Optik – innen, t Ventile für Abluft mit unterschiedlicher Optik – innen, t Luftführungselemente für Außenluft – außen, t Luftführungselemente für Fortluft – außen, t Befestigungselemente – innen, t Befestigungselemente – außen, t Überströmeinrichtungen für Innenwände, t Überströmeinrichtungen für Innentüren. Sämtliche Bestandteile und Komponenten sind hinsichtlich ihrer funktionalen Aufgabe, ihrer Form und Position zu differenzieren. Die höchste Priorität besitzt

die Luftqualität, die durch das Lüftungssystem transportiert wird, also Materialauswahl und Materialgüte, Bauphysik und technische Physik.

Luftführende Leitungen und Formteile Lüftungskanäle ermöglichen eine kontrollierte und positionsgerechte Luftführung von Zu- und Abluft. Sie verbinden die Zuluftbereiche und Abluftbereiche im umbauten Raum. Die Menge der Leitungslängen ist abhängig vom Lüftungssystem und unterscheidet sich hauptsächlich durch die Verwendung der Luftqualität, die in ihnen geführt wird. Die Luftqualität ist u. a. bei der Materialauswahl relevant, z. B. hohe Feuchtelasten der Abluft aus Badezimmern, Duschbädern oder Wellnessbereichen sowie die Anforderungen an die Raumluftqualität hinsichtlich der eingeführten Außenluft als Zuluft. Feuchtegehalt, Temperatur und etwaige Inhaltsstoffe, wie z. B. Schwebstoffe, Feinstäube etc., sind die wichtigsten Kennwerte. Aber auch die Wechselwirkungen mit dem Medium Luft sind zu beachten. Überdies spielen auch der Brand- und umfassende Schallschutz eine wichtige Rolle. Die Anforderungen an den Schallschutz betreffen in diesem Bereich ebenso den Luftschall wie auch den Körperschall. Hydraulische Hindernisse und Blockaden können unangenehme Luftgeräusche erzeugen. Das betriff t dann freilich auch die oft unterschätzte Wohnpsychologie; ist sie

Die Ausbringung der Fortluft durch die vertikale Fassade ist für die Bauwerkskonstruktion sicher die bessere Lösung, da sie auf eine Durchtrennung der thermischen Hülle in der Dachﬂäche verzichtet. Aufgrund der vertikalen Durchstoßung des Dachüberstandes aber, wirkt diese Lösung entsprechend auf die Fassadengestaltung. Bild: Forum Wohnenergie

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ENERGIEEFFIZIENZ Lüftungstechnik

nach Raumluftbelastung) als Zuluftventile, denen stets eine Luftfilterung vorgeschaltet ist. In Abluftventilen bietet es sich gar an, sogenannte Einsteckfilter einzusetzen, die unmittelbar hinter dem Abluftventil die Innenflächen des Abluftkanals vor Verunreinigungen schützen. Überströmeinrichtungen für Innenwände und Türen Für einen ausgeglichenen und umfassenden Luftwechsel (Luftaustausch) ist es notwendig, dass die Luft sich zwischen allen Raumbereichen und Raumgruppen bewegen kann. Die Luftrichtung im Innenraum wird dabei stets vom Zuluftbereich über die Übergangsbereiche zu den Abluftbereichen geführt, um sich der feuchteschwangeren, schadstoffbelasteten Abluft zu entledigen. Die wichtigsten Überströmelemente sind: t Öffnungen in Türblättern – Türblattgestaltung. t „Hinterlüftete“ Türzargen – Unsichtbarer Überströmung über die gesamte Umfangslänge des Türrahmens. t Öffnungen in Innenwänden, in entsprechender Höhe und Durchmesser.

Außenluftansaugung mit Filteroptionen in einer dem Raumklima dienlichen Umgebung. Bild: Forum Wohnenergie

doch so entscheidend nicht nur für unser Wohlbefinden, sondern auch für unsere Nutzerakzeptanz. Luftführende Bauteile im Außenbereich Lüftungstechnische Bauteile am und im Außenbereich müssen freilich witterungsbeständig ausgeführt sein und bei der Durchführung der thermischen Hülle eine hochwertige Abdichtung und Reduzierung der Wärmebrücke sicherstellen. Die Positionierung diverser Bauteile unterscheidet in der Luftführungsqualität, ob es sich um die Einführung von Außenluft handelt oder um die Abfuhr von Ab- oder Fortluft. Eine Zugänglichkeit sollte immer möglich sein. Die häufigsten Formen sind ALD mit entsprechenden Abdeckungen, Kleintiergitter, Sturmpackung, Wärmeschutzpackung, Abdeckungen von Fensterrahmen, Ventilen und vor allem zentrale Außenlufteinführungen und Abluftausführungen. Geläufig sind Doppelhauben mit Umkehrblech, um einen Luft-Kurzschluss

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zu vermeiden. Natürlich können die Einführungen auch einzeln realisiert und entsprechend in die Fassadengestaltung integriert werden. Ventile für Zuluft im Innenbereich Zielsetzung der Einbringung von Zuluft in einen Raum bei der Positionierung ist die Sicherstellung des festgelegten Volumenstroms, der sich gleichmäßig im gesamten Raum verteilt. Umso mehr können unangenehme Luftbewegungen oder Luftgeräusche vermieden werden. Der vermeintliche Zwang, Lüftungsrohre verstecken zu müssen und so wenig wie möglich Raum dafür zu „verbrauchen“, wirkt sich durch eine zu knappe Dimensionierung hier schnell sehr negativ aus. Ventile für Abluft im Innenbereich Abluftventile werden ebenso fein eingestellt, müssen unbedingt feuchteunempﬁndlich und gut zu reinigen sein, da sie deutlich mehr verschmutzen (je

Bei jeglicher Art von Überströmelementen ist der Schallschutz immer zu beachten, der freilich eingeschränkt ist. Bei besonderen Anforderungen an den Schallschutz müssen in der Regel Überströmelemente mit Schallschluckpackungen eingebaut werden, die natürlich auch ihren Raum benötigen. Besonders bei den Überströmelementen sind Produktinnovationen im Kontext der Raumgestaltung (Design) notwendig, um sich einer gebührenden Akzeptanz zu erfreuen. Fazit Die Ausstattung mit lüftungstechnischen Maßnahmen bietet ein großes Potenzial für die Raumgestaltung und ein diesbezügliches Produktdesign. Wichtig ist ein integraler Planungsansatz bereits in der Bauentwurfsphase sowie die direkte Schnittstellenabstimmung für die Umsetzung. Unabhängig von dem, was heute schon möglich ist. Wenn das Diktum der Unterputzinstallation überwunden wird, sind Produktinnovationen zu erwarten. Dabei stehen Aspekte der Materialgüte, des Designs, der Ökobilanz und der Nachhaltigkeit im Mittelpunkt. ■ Autor: Frank Hartmann

ENERGIEEFFIZIENZ Interview

Hohe Raumluftqualität wichtiger denn je Raumgestaltung und Raumlufttechnik im Interview Christian Kaiser ist als Architekt und Energieberater sowohl in der Bestandssanierung als auch im Neubau mit dem Thema Raumlufttechnik konfrontiert und entsprechend vertraut. Im Folgenden stellte er sich unseren Fragen zum Thema Raumgestaltung und Raumlufttechnik. IKZ-ENERGY: Herr Kaiser, Christian Kaiser: Zunächst einmal dient das Gebäude als Aufenthaltsort und wie gehen Sie mit dem TheSchutzraum für Menschen. Da sich Menma Luftwechsel und Lufterneuerung in ihren Bauvorhaschen in unseren Breiten bis zu 90 % in Inben um und wie stehen Sie nenräumen aufhalten, kommt der Wohnzum Lüftungskonzept nach gesundheit und Behaglichkeit im InnenDIN 1946-6? raum eine hohe Bedeutung zu. Wenn das Christian Kaiser: Durch die energetische Gebäudekonzept eine techdeutlich gestiegenen Vorganische Lüftungslösung erfordert, sollte diese immer auch so angeordnet sein, dass ben der Energieeinsparung Störungen der Nutzer vermieden werden. in Gebäuden und die damit verbundene Forderung nach Die Anordnung der Absaug- und EinblasLuftdicht heit der Gebäudeöffnungen sollte also so erfolgen, dass Gehülle spielen Fragen nach räusche, Geruchsübertragungen und Zuglufterscheinungen sicher vermieden werder Luftqualität im Innenraum heute eine zentrale Rolden. Gleichzeitig sollten die Zuluftanlagen gut zugänglich sein und nicht allzu schnell le, vor allem im Hinblick auf verschmutzen können. Dadurch bestehen die Gebrauchstauglichkeit eischon viele wohnphysiologische Anfordenes Hauses. Einerseits muss – anders als früher – sicherrungen an die Anordnung, noch bevor gegestellt werden, dass ausreistalterische Fragen betrachtet werden könchend Frischluft für die Benen. Ideal ist es, wenn die technischen Erwohner zur Verfügung steht, fordernisse und gestalterische Aspekte andererseits müssten Feuchgleichzeitig gelöst werden. tigkeiten, Ausdünstungen 1 IKZ-ENERGY: Haben Sie bereits Erfahder Bewohner und Schad- Dipl.-Ing. Christian Kaiser ). rungen damit, lüftungstechnische Komstoffe aus Möblierung und/ oder Baustoffen zuverlässig abgeführt wer- und erst spät nach Hause kommen, ist nicht ponenten in Arbeits- aber auch in Wohnden. zu erwarten, dass sie dann umgehend lüf- räumen sichtbar zu machen? In älteren Gebäuden wurden Schadstoffe ten, zumal durch ein manuelles Lüften im- Christian Kaiser: Die Idee, technische und Feuchtigkeiten durch unkontrollierte mer auch Wärme entweicht. Daher können Installationen in Räumen sichtbar und Undichtigkeiten der Hüllkonstruktion ab- in vielen Fällen technische Lüftungskon- funktional anzuordnen, ist bereits seit gelüftet. Da dies heute nicht mehr zulässig zepte unverzichtden 1960er-Jahren ist, müssen sich Planer aktiv mit dem ge- bar werden, wenn in der Architektur eigneten Lüftungskonzept ihrer Bauten be- die Rahmenbedinverbreitet. Eines der Aufgrund der heutigen Lebensfassen. Zudem ist es aufgrund heutiger Le- gungen und indiprominentesten Beimodelle ist nicht mehr zuverlässig spiele hierfür ist sibensmodelle der Bewohner nicht mehr zu- viduellen Nutzergesichert, dass in ausreichenden cherlich das Centre verlässig gesichert, dass in ausreichenden bedürfnisse keinen Intervallen manuell gelüftet wird. Intervallen manuell gelüftet wird. Wenn ausreichenden LuftGeorges Pompidou die Bewohner den ganzen Tag arbeiten sind wechsel mit manuin Paris (Richard ellem Lüften mehr Rogers/Renzo Piaerlauben. Die Abklärung der Rahmenbe- no, 1971 – 1978). Aber nicht nur aus (tech1 dingungen ist daher eine weitere wichtige nik-)ästhetischer Sicht hat die sichtbare ) Christian Kaiser ist Dipl.-Ing. Architekt SIA, Baubiologe und Baubiologischer Energieberater IBN. Sein TätigkeitsAufgabe des Planers. Ausführung von technischen Anlagen in schwerpunkt liegt in Süddeutschland (bei Schaffhausen) Innenräumen ihren Reiz. Auch aus funkund in der Schweiz. Weiterhin ist er Lehrbeauftragter an IKZ-ENERGY: Welche Möglichkeiten sehen tionalen und Nachhaltigkeitsaspekten ist der HTWG Konstanz und an der Baukaderschule St. GalSie in gestalterischer Sicht zur sichtbaren eine gut zugängliche und sichtbare Lüflen. 2012 erschien sein Buch „Ökologische AltbausanieIntegration lüftungstechnischer Kompo- tungsinstallation sinnvoll. Einerseits lässt rung“ im VDE-Verlag Berlin, ISBN 978-3-8007-3298-2. www.zekadesign.de nenten in den Innenraum? sich der Unterhalt deutlich besser durch-

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ENERGIEEFFIZIENZ Interview

führen, wenn die Installationen sichtbar und zugänglich sind, andererseits ist auch ein Austausch oder eine Erneuerung nach Jahren einfach und kostengünstig möglich, wenn neue technische Möglichkeiten bestehen. Bewährt haben sich z. B. oﬀen unter der Decke im Flur angebrachte Lüftungsrohre, die zu den verschiedenen Räumen führen und z. B. über der Türe einen Durchlass zum Raum haben. Da im Flur auch planungsrechtlich geringere Raumhöhen zulässig sind, ist die abgehängte Montage problemlos möglich. Gleichzeitig kann die sichtbare Haustechnikinstallation auch das Verständnis der Bewohner für die Funktionsweise der Wohnung schärfen und für eine regelmäßige Kontrolle und Unterhalt der Anlage sensibilisieren (z. B. im Hinblick auf den regelmäßigen Filterersatz und die Kontrolle der Sauberkeit in der Anlage).

Kanäle sicherlich einigermaßen „ansehn- Schwächen in der Schalldämmung zwilich“ sein. Ein silbriges Blechrohr mit re- schen Wohneinheiten vermieden, wenn gelmäßigen Metallbefestigungen wäre ver- die Lüftungsanlagen nicht in der Decke mutlich einem auffallend bunten Kunst- eingelassen sind. stoff rohr vorzuziehen. Wesentlich bei der Für die Fehlervermeidung sind nachMaterialwahl sollte aber die Beachtung der träglich montierte Lüftungsanlagen ebenGebrauchtauglichkeit sein. Wie stark ist falls im Vorteil, da gerade bei Betonierdie elektrostatische vorgängen eingelegte Installationen Aufladung der inneren Rohroberfläche? gefährdet sind. Die Aus funktionalen und NachhaltigWieviel Staub und/ Einsparung des verkeitsaspekten ist eine gut oder Mikroben köneinfachten Bauabzugängliche und sichtbare laufs dürfte sich auf nen sich im luftführenden Kanal anungefähr 5 – 10 % Lüftungsinstallation sinnvoll. der Kosten von versammeln? Welche deckten Installageruchlichen Einflüsse erfolgen z. B. durch Schalldämpfer tionen belaufen. Allerdings sehe ich tatoder durch Anschlüsse an andere Räume sächlich die größeren Kostenvorteile im und/oder Wohnungen (z. B. bei zentralen Hinblick auf die deutlich höhere FlexibiliAnlagen in Mehrfamilienhäusern)? Etc. etc. tät in der Langzeitbetrachtung. Die Technik und planerischen ErkenntIKZ-ENERGY: Wie sehen Sie das Potenzial nisse von Lüftungsanlagen sind aktuell zur Kostenreduzierung und Auswirkungen einem sehr schnellen Wandel unterworIKZ-ENERGY: Welche Anforderungen stel- auf den Bauzeitenablauf, wenn keine Ver- fen. Bei sichtbaren Anlagen kann auf techlen Sie an die Materialien für sichtbare kleidungen/Auskofferungen von lüftungs- nische Neuerungen deutlich besser reaLuftleitungen, Ventile usw.? technischen Komponenten nicht, oder nur giert werden. Zumal sind zukünftige UmChristian Kaiser: eingeschränkt not- installationen und auch Erweiterungen Luft ist das wichwendig sind? möglich, während verdeckte Systeme sehr Die Technik und planerischen Christian Kaiser: viel schwieriger einsehbar und umbaubar tigste „LebensmitDer Bauablauf wird tel“ des Menschen sind. Erkenntnisse von Lüftungsanlagen durch sichtbare überhaupt. Daher sind aktuell einem sehr schnellen Lüftungsmontagen IKZ-ENERGY: Herrr Kaiser, vielen Dank für sind natürlich an Wandel unterworfen. sicherlich deutlich das Gespräch. ■ alle Bauteile einer Lüftungsanlage sehr vereinfacht. Immerhin müssen die Kahohe Anforderungen hinsichtlich Emissions- und Geruchsarmut näle dann nicht mühsam in dicke Betonund Hygiene zu stellen. Mit Blick auf die decken oder Hohlwände integriert werden, sondern können nach Erstellung des RohOptik von sichtbaren Anlagen sollten die Befestigungselemente sowie luftführenden baus montiert werden. Gleichzeitig werden

positive energie

ENERGIEEFFIZIENZ Wärmepumpen

Wertschätzen statt wegwerfen Überschussstrom: Wärmepumpen verfügen über großes Potenzial für das Lastmanagement Irgendwas ist doch immer. Die Paarung Strom und Heizen kommt nicht aus der Krise. Erst galt der Strom als zu wertvoll, um verheizt zu werden. Kritisch wurde die JAZ der Wärmepumpe beäugt, galt es doch, den schlechten Wirkungsgrad des Kraftwerkparks auszugleichen. Inzwischen wird rund jede vierte Kilowattstunde Strom regenerativ erzeugt. Aktuell beziﬀert die EnEV den Primärenergiefaktor für Strom mit 2,4, zum 1. Januar 2016 wird er dem tatsächlichen Ausbau der Erneuerbaren Energien folgend auf 1,8 angepasst. Damit emittiert jede Wärmepumpe schon ab einer JAZ besser 2 weniger CO2 als ein handelsüblicher Gas-Brennwertkessel mit einem Wirkungsgrad von 90 %.

schehen, Windräder mit 2300 MW Leistung zwangsweise abgeregelt werden, zeitgleich 20 300 MW an Netzreserven und zusätzlichen Kraftwerkskapazitäten zur

Stabilisierung der Stromversorgung angefordert werden müssen. Der Stromkunde muss tief in die Tasche greifen, der ökologische Nutzen bleibt aus.

Vergleich Power-to-Gas / Power-to-Heat.

Vergleich Power-to-Heat / Power-to-Gas.

Den ökologischen Segen hat Strom im Wärmemarkt damit erhalten. Was also einst als Sünde galt, wird manch Kritikern nun zu zögerlich vorangetrieben. „Der perfekte Sturm – Doch niemand kann ihn ernten“ moniert beispielsweise Sorge auf manager-magazin.de. „Es ist bizarr: Kaum ﬂießt der lange ersehnte Ökostrom in rauen Mengen, fangen die Probleme richtig an.“ Eine einfache Lösung hat der Autor auch parat: „Mit dem Billigstrom ließe sich Wasser erhitzen, das die Heizungen von Millionen Nord- und Ostdeutschen speisen könnte, beispielsweise über die Fernwärmesysteme großer Städte wie Hamburg.“ In der Tat ist es volkswirtschaftlicher Unsinn, wenn wie zuletzt bei Niklas ge-

Schematische Darstellung des Power-to-Heat-Konzeptes.

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ENERGIEEFFIZIENZ Wärmepumpen

Die Beziehung Strom und Wärme kippt von einem Extrem ins andere: „Strom als Edelenergie, die nicht zum Heizen missbraucht werden darf“, bedeutet heute, „was im Überﬂuss vorhanden ist, stellt keine Anforderungen an den Wirkungsgrad, siehe Power-to-Gas oder Power-to-Heat mit dem Heizstab“. Smart Grid Ready Wärmepumpen werden beiden Lagern gerecht: Sie können schon heute vom Netzbetreiber gezielt ein- und ausgeschaltet werden. Mit der jüngsten MAP-Novelle will auch der Gesetzgeber das Potenzial der Wärmepumpe zum Lastmanagement

weiter anreizen. Geräte, die entsprechende Schnittstellen haben, um die Wärmepumpe netzdienlich zu aktivieren und über einen Pufferspeicher sowie das Zertifikat „Smart Grid Ready“ oder eine entsprechende Herstellererklärung verfügen, bekommen bis zu 500 Euro zusätzlich. Eine Studie des Bundeswirtschaftsministeriums prognostiziert, dass die Speicherleistung von Wärmepumpen 2020 mit 1000 MW der eines großen Pumpspeicherkraftwerkes entspricht. Gleichzeitig speichern Wärmepumpen Strom konkurrenzlos effizient: 1 kWh Strom kann mittels Power-to-Gas in 0,54 kWh Methan umgewandelt werden. Eine Wärmepumpe verwandelt hinge-

gen eine 1 kWh Strom durch die Nutzung von Umweltenergie in 4 kWh Wärme. Wärmepumpen sind damit um den Faktor sieben eﬃzienter. Auch für Verbraucher gewinnt die direkte Nutzung des PV-Stroms zunehmend an Attraktivität. Eigen erzeugter Strom ist günstiger. Jede kWh, die man nicht beim Versorger einkaufen muss, ist gespartes Geld. Bei heute gängigen Anlagenkosten von 1350 Euro/kWp, kostet die selbst erzeugte kWh weniger als 10 Cent. Wer möglichst viel Strom selbst nutzen will, muss Heizung und Warmwasser in den Eigenverbrauch einbeziehen. Die Höhe des selbst genutzten Solarstroms hängt von der Anlagengröße und den eingebundenen Verbrauchern ab, aber auch das individuelle Verbraucherverhalten beeinﬂusst das Ergebnis. Manche vorsichtigen Wärmepumpenhersteller beziffern die Eigenverbrauchsquote auf 20 %, über eine bedarfsgerechte PV-Anlagenplanung, eine adaptive Verbrauchsanpassung und abgestimmte Systemkomponenten ließen sich auch Eigenverbrauchsquoten über 40 % im Ein- und Zweifamilienhaus erzielen. Eine noch höhere Auslastung kann mit entsprechender Speichertechnik erreicht werden. Auf dem Markt gibt es Wärmepumpen mit einer intelligenten Steuerung zur Nutzung des PV-Überschussstroms. Ein Energiezähler am Einspeisepunkt misst den nach Eigenverbrauch im Haushalt verbliebenen Strom und liefert diese Informationen über MOD-Bus an den Wärmepumpenregler. Anhand bisheriger Verbrauchsdaten, beispielsweise werden die Kinder immer am frühen Samstagabend gebadet, wird der Warmwasserspeicher möglichst im Vorfeld mit Überschussstrom beladen oder überladen. Eine besonders hohe Eigenverbrauchsquote erzielt eine Warmwasserwärmepumpe in Verbindung mit einer PV-Anlage. Hiermit lassen sich bis zu 90 % des Warmwasserbedarfs mit Solarstrom decken. ■

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ENERGIEEFFIZIENZ Wärmekonzepte

Es geht auch anders Diﬀerenziertes Wärmekonzept für ein Mischgebäude Viele Dekaden war die Wärmebereitstellung für Trinkwasser und Raumwärme untrennbar miteinander verbunden und wurde in der Regel von einer wassergeführten Zentralheizungsanlage bereitgestellt. Dies ändert sich heute, wie das nachstehende Beispiel zeigt. Das Wärmekonzept des neuen IBN-Gebäudes zeigt sehr deutlich die heutige Notwendigkeit einer Diﬀerenzierung der Anforderungen an die Wärmeversorgung von Gebäuden. Diese unterscheidet sich umso eklatanter in Wärmebedarf für Trinkwarmwasser und Wärmebedarf für Raumwärme, je größer die energetische Qualität der thermischen Hülle und je unterschiedlicher die Nutzeranforderungen und Ausstattung an Warmwasser-Entnahmestellen sind. Raumwärme und Warmwasser Der geringen Heizlast von insgesamt rund 6 kW für das gesamte Gebäude (alle drei Zonen) konnte über Niedrigtemperatur-Flächentemperierungssysteme mit ei-

ner Auslegungstemperatur von max. 35 °C genüge getan werden. Dieser Temperaturbereich wird allerdings lediglich in der absoluten Heizperiode von wenigen Tagen im Jahr benötigt. Die meiste Zeit innerhalb der gesamten Heizperiode (gemäßigte/mittlere Heizperiode) wird die witterungsgeführte Vorlauftemperatur kaum mehr als 30 °C betragen. Dieses Temperaturspektrum verhält sich analog zum Organismus des menschlichen Körpers, was den Kriterien der baubiologischen Haustechnik entspricht. Eine für den Menschen natürliche Warmwassertemperatur liegt ebenso im Bereich von 30 – 35 °C, wird allerdings ganzjährig unabhängig von der Außen-

Elektrischer Durchlauferhitzer mit einer elektrischen Leistung von 18 kW in der Musterwohnung. Bild: Forum Wohnenergie

temperatur und der energetischen Qualität der thermischen Hülle benötigt. Überdies fordern die technischen Regeln und Richtlinien der sog. Trinkwasserhygiene Temperaturen von mindestens 55 °C an der Entnahmestelle. Dies würde fraglos eine erhebliche Verbrühungsgefahr darstellen, wenn nicht moderne Mischarmaturen eine für den Menschen erträgliche Mischtemperatur (30 – 40 °C) ermöglichen könnten. Die Wärmebereitstellung für Warmwasser wurde in diesem Bauvorhaben konsequent voneinander getrennt. Diese Entscheidung begründet sich zu allererst in den zu erwartenden Nutzerproﬁlen und den installierten Entnahmestellen, die sich entsprechend der Gebäudestruktur auf

Kleinst-Durchlauferhitzer mit einer elektrischen Leistungsaufnahme von 1,5 kW für die Wandwaschbecken in den Toiletten. Bild: Forum Wohnenergie

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Zonierung und thermische Ordnung Die Auslegung der Wärmeübertragung an den Raum erfolgte nach den haustechnischen Raumlisten der vorgenommenen Zonierung, wie in nebenstehender Raumliste dargestellt. Auch hier folgt die Zonierung durch die systemische Betrachtung von Bauwerk, Materialien, Ausrichtung und Nutzungsvariabilität analog zu den Lüftungskonzepten nicht nur den unterschiedlichen Nutzungsanforderungen, sondern darüber hinaus auch der thermischen Ordnung im umbauten Raum. Diese Wechselwirkungen sind in der baubiologischen Haustechnik von zentraler Bedeutung und bilden die Grundlage insbesondere zur Wohnwärmegestaltung. Dementsprechend werden auch alle Zonen jeweils mit einem eigenen (gemischten) Heizkreis versehen, um diesen Wechselbeziehungen durch entsprechende Regelstrategien gerecht werden zu können.

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Wärmeübertragung an den Raum Die Musterwohnung (Zone A) wurde mittels Wandﬂächentemperierung im Wohn- und Esszimmer sowie Fußbodentemperierung im Duschbad mit einer Systemtemperatur von 40 °C / 30 °C über eine Einzelraumregelung (Raumthermostat) auf eine mittlere Raumtemperatur von 20 °C (Grundlast) ausgelegt. Die Regelung erfolgt in der Wohneinheit (Schlaf- und Wohnraum) manuell über Thermostatventile mit manueller Bedieneinheit, inkl. Ventileinstellungen für den hydraulischen Abgleich der jeweiligen Wärmestromkreise. Es wurde in dieser Wohnung bewusst auf zusätzliche Kabelführung für elektrische Raumthermostate verzichtet. Die Kochnische wird wärmetechnisch als Übergangsbereich mit internen Gewinnen betrachtet und erhielt keinen gesonderten Raumthermostaten.

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Wandwaschbecken reduzierten. Lediglich in der Musterwohnung beﬁndet sich eine Dusche. Dementsprechend wurde die Dusche mit einem elektrischen Durchlauferhitzer ausgestattet. Auf dem Dach dieses Gebäudes wurde eine PV-Anlage mit einer elektrischen Spitzenleistung von 8 kWp installiert, welche den gesamten Sommer über eine solare Trinkwassererwärmung erlaubt. Die wassergeführte Zentralheizungsanlage stellt demnach im neuen IBN-Gebäude nur die Raumwärme zur Verfügung und wird aufgrund der niedrigen Heizgrenztemperatur weniger als die Hälfte des Jahres in Betrieb bzw. in Bereitschaft sein.

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ENERGIEEFFIZIENZ Wärmekonzepte

le und bleibt unter normalen Verhältnissen unbeheizt. Dennoch wurde hier in den Randbereichen zu den verglasten Flächen aus folgenden Gründen ein zusätzlicher, separater Wärmestromkreis in den Heizestrich eingebracht: Frostschutz an sehr kalten Wintertagen und Vermeidung von Tauwasser an der Zweischeiben-Wärmeschutzverglasung; im ersten Winter wurde diese Möglichkeit lediglich in 3 oder 4 sehr kalten Nächten genutzt. Die Büroeinheit im OG (Zone C) wird ebenfalls mittels einer Fußbodentemperierung, allerdings mit einer 3-Zonen-Raumregelung, auf eine mittlere Raumtemperatur von 20 °C erwärmt. Die Räume OG 2, OG 3 und OG 7 sind zu einer Regelzone zusammengeführt und werden über einen Zonen-Referenzregler gemeinsam betrieben. Insbesondere die beiden Einzelbüros OG 4 und OG 6 werden mittels klassischer Einzelraumregelung betrieben.

Über einem Heizkreisverteilerbalken sitzen die drei HeizkreisBaugruppen für die jeweiligen Zonen. Bild: IBN

Der Ausstellungsraum (Zone B) wurde mittels Fußbodentemperierung mit einer Systemtemperatur von 35 °C / 28 °C über eine Ein-Zonen-Raumregelung auf eine mittlere Raumtemperatur von 20 °C aus-

gelegt. Der Aufbau der Fußbodentemperierung erfolgte in Lehm-Trockenbauweise in Kombination mit dem Holzboden. Der Glasanbau für Foyer und Treppenhaus liegt außerhalb der thermischen Hül-

Wäsche waschen mit dem heißen Wasser aus der Leitung. Einsparungen bis zu 50 % Strom pro Waschgang sind realistisch!

Schnittstelle Stockwerksverteiler Die Wärmestromkreise der jeweiligen Zonen und Bereiche werden in jeder Zone an einem Stockwerksverteiler, in dem sich auch die Regeleinheiten inkl. Ventileinstellungen für den hydraulischen Abgleich der jeweiligen Wärmestromkreise beﬁnden, zusammengeführt. Diese Schnittstelle in den jeweiligen Zonen wird von den jeweiligen Heizkreisen aus der Wärmebereitstellung im Technikraum versorgt. Die Regelung aller drei Heizkreise erfolgt witterungsgeführt über einen gemischten Heizkreis (A, B, C), der vom Heizungspuﬀerspeicher mit dem entsprechenden Heizungswasser-Massenvolumenstrom versorgt wird.

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ENERGIEEFFIZIENZ WĂ¤rmekonzepte

WĂ¤rmebereitstellung Die WĂ¤rmebereitstellung gewĂ¤hrleistet eine eďŹ&#x192;ziente und bedarfsorientierte Verteilung der Massen-VolumenstrĂśme aus dem HeizungspuďŹ&#x20AC;erspeicher, der mit einem Nenn-Volumen von 500 Litern im Technikraum eingepasst und bauseits wĂ¤rmegedĂ¤mmt wurde (Holzfaser-EinblasdĂ¤mmung). Der HeizungspuďŹ&#x20AC;erspeicher erfĂźllt dabei neben dem Lastausgleich auch die Funktion einer hydraulischen Weiche fĂźr die unterschiedlichen Massen-VolumenstrĂśme der einzelnen Heizkreise. Der Mindest-Massenvolumenstrom betrĂ¤gt im Kesselkreis insgesamt 600Â kg/h. Jeder Heizkreis wird Ăźber einen integrierten Mischer entsprechend den festgelegten Systemtemperaturen, speziďŹ schen Teil-Volumenstrom und das jeweils zonenabhĂ¤ngige LastproďŹ l geregelt. Der hydraulische Abgleich erfolgt je Heizkreis Ăźber eine Strangreguliereinheit sowie an den einzelnen WĂ¤rmeĂźbertragungselementen bzw. WĂ¤rmestromkreisen. Die Heizkreise (Baugruppe) sind jeweils mit einer drehzahlgeregelten EďŹ&#x192;zienz-UmwĂ¤lzpumpe ausgestattet. In der Pumpengruppe kann bei Bedarf eine WĂ¤rmemengenerfassung integriert werden, um die jeweiligen WĂ¤rmemengen der einzelnen Heizkreise zu erfassen. Regelungsstrategie der WĂ¤rmeversorgung Alle drei Heizkreise funktionieren unabhĂ¤ngig voneinander und werden im klassischen Sinne nach einer maximal angenommenen tiefsten AuĂ&#x;entemperatur von -â&#x20AC;&#x160;18â&#x20AC;&#x160;Â°C betrieben. Die grundlegende Re-

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Erste Lehmputzlage Ăźber die WandďŹ&#x201A;Ă¤chentemperierungselemente (Fabrikat: Variotherm). Bild: IBN

gelungsstrategie erfolgt demnach witte- brennungsluftzufĂźhrung realisiert. Die rungsgefĂźhrt, jedoch mit Unterscheidung WĂ¤rmeleistung des Kessels teilt sich folin gemĂ¤Ă&#x;igte Heizperiode, mittlere Heiz- gendermaĂ&#x;en auf: periode und absolute Heizperiode, nach t max. 8000 W wasserseitig in Verbinden Kriterien der baubiologischen Hausdung mit dem HeizungspuďŹ&#x20AC;erspeicher, technik. t max. 2000 W luftseitig direkt an die Raumluft des Ausstellraumes. WĂ¤rmeerzeugung Die gesamte WĂ¤rmeerzeugung erfolgt So gesehen kann das Beratungszenin monovalenter Betriebsweise Ăźber einen trum allein durch die WĂ¤rmeleistung an Pellet-PrimĂ¤rofen mit einer Gesamt-Nenn- die Raumluft des PrimĂ¤rofens ausreichend WĂ¤rmeleistung von 10â&#x20AC;&#x160;000 W. Der Ver- temperiert werden. Auf eine FuĂ&#x;bodentembrennungsprozess im Kessel wird raum- perierung wurde dennoch nicht verzichluftunabhĂ¤ngig Ăźber eine externe Ver- tet, um zu einem spĂ¤teren Zeitpunkt ei-

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ENERGIEEFFIZIENZ Wärmekonzepte

nen Austausch des Wärmeerzeugers zu ermöglichen. Zudem gewährleistet allein die Fußbodentemperierung einen Wärmestrom unabhängig vom Betrieb des Primärofens. Mit einer konstruktiven Änderung am Pelletofen kann die Wärmeabgabe an den Raum reduziert werden, sollte diese in der gemäßigten Heizperiode zu groß werden. Der Pellet-Primärofen wurde hydraulisch mit dem Puﬀerspeicher und den drei Heizkreisen über eine Last-Ausgleichschaltung verbunden. Die Pelletzuführung erfolgt über Sackware direkt in den Vorratsbehälter des Primärofens. An kalten Wintertagen müssen etwa 2-mal die Woche Pellets nachgefüllt werden. Alternativ kann der Puﬀerspeicher über eine elektrisch betriebene Heizpatrone aufgeheizt werden. Diese bislang noch nicht genutzte Option wurde für folgende Fälle vorgesehen: t Pellets können im Urlaub nicht regelmäßig nachgefüllt werden, t Pellets werden nicht rechtzeitig geliefert, t Pelletofen fällt aus.

Schematische Darstellung des IBN-Gebäudes.

Die elektrisch betriebene Heizpatrone ist über die Systemsteuerung so programmiert, dass sie sich im Bedarfsfall nur tagsüber einschaltet, dann also, wenn die Photovoltaikanlage auf dem Dach Strom liefert. Der notwendige Anteil von elektrischer Hilfs- und Endenergie soll maximal durch die eigene PV-Anlage abgedeckt werden. Besonders soll dies im Sinne einer solaren Trinkwassererwärmung erfolgen. Dementsprechend ist eine solare Trinkwassererwärmung mittels PV stets seriös zu betrachten und entsprechend zu unterscheiden, ob nun eine elektrische Leistungsaufnahme von 1,5 kW (Durchlauferhitzer Waschtisch) oder von 18 kW (Durchlauferhitzer Duschbad) benötigt wird.

bäudenutzung. Dieses Konzept lässt sich allerdings keineswegs auf jedes Gebäude dergestalt übertragen, sondern verlangt eine stetige Differenzierung des zu erwartenden Nutzungsprofils im Kontext der Gebäudestrukturen. In Wohnhäusern mit deutlich höherem Warmwasserbedarf und Warmwassermengen (z. B. Badewannen) kann Komfortanspruch und Energieeffizienz oft nur mehr in der klassischen Form erfüllt werden. ■ Autor: Frank Hartmann

Fazit Die Trennung von Raumwärme und Trinkwarmwasser in der Bereitstellung bietet nicht nur energetische Vorteile, sondern auch Vorteile hinsichtlich der Trinkwasserhygiene und der Aufwendungen zur Rohrleitungsverlegung im Kontext der Ge-

Bild: IBN

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Besser informiert.

160 m² Wohnﬂäche über zwei Ebenen, auf Eﬃzienzhaus-55-Niveau geplant – und jetzt dicht am Passivhaus-Standard fertiggestellt: Der Neubau von Familie Zweigler nahe Marburg ist energetisch vorbildlich.

Luftheizung als wirtschaftliche All-in-one-Paketlösung Lüftung, Wärme- und Warmwasserbereitung hoch eﬃzient in einer zentralen Anlage kombiniert Ihr neues Haus besonders energiesparend zu bauen, war für die junge Familie Zweigler aus Ebsdorfergrund selbstverständlich: „Mit einem kleinen Kind ist man sich der Verantwortung für die Zukunft besonders bewusst. Außerdem wollten wir die laufenden Belastungen durch die Energiekosten möglichst gering halten.“ Also wurde auf KfW 55-Niveau geplant, aber in Eigenleistung fast nach Passivhaus-Standard gebaut. Ebenso zukunftsorientiert ist die Haustechnik: Mit der innovativen Luftheizung wird der Neubau gleichzeitig geheizt, gekühlt und optimal mit Frischluft versorgt, denn die eingesetzte Luftheizung vereint sämtliche Funktionen inklusive Warmwasserbereitung in einem einzigen, zentralen Gerät. Luftdichtes Bauen zur Verringerung des Energiebedarfs ist „allgemein anerkannter Stand der Technik“; die Eﬃzienzhaus-Standards 70 bzw. 55 setzen nach EnEV 2009 mit weniger als 50 bzw. 40 kWh/(m² · a) Jahres-Primärenergiebedarf die entsprechenden Verbrauchsmarken. Für Familie Zweigler mit Söhnchen Ben durfte es beim Bau ihres neuen, rund 160 m² großen Einfamilienhauses in Ebsdorfergrund bei Marburg (Hessen) „aber gerne sogar noch etwas weniger sein“, wie René Zweig-

ler erzählt: „Unser Ausbauhaus hat mit hoch gedämmten Wänden in Holzständerwerk zwar schon KfW 55-Niveau. Durch den Ausbau in Eigenleistung hatte ich es aber selber in der Hand, die auf einen Luftwechsel von 1,5 h-1 ausgelegte Gebäudehülle noch dichter auszugestalten, also den Heizwärmebedarf im Ergebnis weiter zu drücken.“ Wie gut ihm das gelungen ist, bewies der „Blower door“-Test: Mit einer Luftwechselrate von 0,65 h-1 liegt der Neubau nur

noch geringfügig über den Anforderungen an ein Passivhaus (0,6 h-1). „Wollte keine Überdimensionierung!“ Dass in einem solchen Haus eine kontrollierte Wohnungslüftung rund um die Uhr für den passenden Luftaustausch sorgt, versteht sich von selbst. „Dass aber für die Wärme- und Warmwasserbereitung zusätzlich eine weitere Anlage mit x kW Leistung notwendig sein sollte, das wollte mir nicht in den Kopf“, so Bauherr Zweigler in der

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ENERGIEEFFIZIENZ Luftheizung

RĂźckschau: â&#x20AC;&#x17E;Zum einen sind die meisten angebotenen Heizungsanlagen fĂźr solche HĂ¤user generell Ăźberdimensioniert, ohne fĂźr den energetischen Mehreinsatz einen zusĂ¤tzlichen Komfortgewinn beispielsweise durch KĂźhlung zu bieten. Zum anderen stĂśrte mich der Installations- und Investitionsaufwand fĂźr die dann zum Teil auch noch redundante Technik, wenn Heizen, KĂźhlen und LĂźften jeweils als getrennte Anlagen ausgefĂźhrt sind.â&#x20AC;&#x153; Auf der Suche nach einer Alternative wurde Familie Zweigler beim neu vorgestellten System â&#x20AC;&#x17E;Geniusâ&#x20AC;&#x153; von Systemair fĂźndig. Die innovative Luftheizung vereint in einer 6-kW-Luft/Luft/Wasser-WĂ¤rmepumpe die Funktionen Heizen, KĂźhlen und Warmwasserbereitung sowie eine kontrollierte WohnungslĂźftung mit WĂ¤rmerĂźckgewinnung. Die komplette Technik inklusive Steuerung steckt also in nur noch einem GerĂ¤t, das in dem Neubau nahe Marburg problemlos im Hauswirtschaftsraum neben Waschmaschine und Trockner seinen Platz fand. Der technische Clou der All-in-oneAnlage ist dabei aber weniger diese kompakte Bauweise noch die â&#x20AC;&#x17E;steckerfertigeâ&#x20AC;&#x153;

Konstruktion zum direkten Anschluss an die Hydraulik, Elektrik und bauseitige LĂźftungsverrohrung oder die alles umfassende Steuerungselektronik â&#x20AC;&#x201C; sondern die hohe Heiz- bzw. Temperierleistung, die Systemair Ăźber ein sogenanntes SekundĂ¤rluft-Prinzip realisiert (siehe Kasten).

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Bei Bedarf SekundĂ¤rluft-Kreis Um dieses Potenzial auszunutzen, wurde im Hause Zweigler zunĂ¤chst vom Haustechnikraum ausgehend wie Ăźblich die Verrohrung fĂźr Zu- und Abluft der kontrollierten WohnungslĂźftung installiert. DarĂźber ist, gĂ¤ngige Praxis, der normgerechte Luftaustausch abgesichert. Hinzu kommt jetzt aber noch der SekundĂ¤rluft-Kreis, wenn entsprechender Heiz- bzw. KĂźhlbedarf ansteht und der Kompressor der WĂ¤rmepumpe startet: Dann wird Ăźber einen separaten Luftkanal originĂ¤ren ZuluftrĂ¤umen â&#x20AC;&#x201C; in diesem Fall der oďŹ&#x20AC;enen Wohn-/EsskĂźche â&#x20AC;&#x201C; im benĂśtigten Umfang Luft entzogen, im WĂ¤rmepumpenmodul entsprechend behandelt und dann zusammen mit der Frischluft Ăźber die kontrollierte WohnungslĂźftung wieder den Zuluft-

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Unsere Vorteile: KDQGOLFKH 9(Â?V DXV /DJHU OLHIHUEDU HLQIDFKHV +DQGOLQJ PD[LPDOH )OlFKHQQXW]XQJ Die kompakt aufgebaute Luftheizung besteht im Wesentlichen (von oben) aus einem LĂźftungs-Modul, der Luft-WĂ¤rmepumpe und einem 150-LiterTrinkwasserspeicher, die zentral Ăźber eine â&#x20AC;&#x17E;intelligenteâ&#x20AC;&#x153; Regelung gesteuert werden, um die Anlage so eďŹ&#x192;zienz-optimiert wie mĂśglich fahren zu kĂśnnen.

6/7/2015â&#x20AC;&#x192;IKZ-ENERGY

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Vom Haustechnikraum aus werden die Zimmer über die ﬂach bauenden Verteiler direkt mit Zuund Abluftkanälen „angesteuert“.

„Waschmaschine, Trockner, Luftheizgerät inklusive kontrollierter Wohnungslüftung und Warmwasser – und das alles in einer Reihe im Haustechnikraum: So könnte bald die energetische Zukunft in vielen Neubauten aussehen“, meinen Bauherr René Zweigler (li.) und Systemair-Produktmanager Reiner Hackl.

Bauherr René Zweigler (li.) zeigt sich im Gespräch mit Systemair-Produktmanager Reiner Hackl hoch zufrieden: Weil „Genius“ mit 6 kW maximaler Heizleistung in Kombination mit einer bedarfsgerechten, also modulierenden Kompressoransteuerung besonders dicht am tatsächlichen Heizwärmebedarf ist, arbeitet das Luftheizsystem ebenso komfortabel wie eﬃzient.

räumen – wie Wohn- und Kinderzimmer – zugeführt. „Der installationsseitig notwendige Mehraufwand dafür war vergleichsweise überschaubar: Der Sekundärluft-Kanal war zusätzlich einzubringen, die Zuluftkanäle wurden etwas größer dimensioniert und auch isoliert. Gleichzeitig sparten wir aber die deutlich höheren Kosten für den Einbau einer wasserführenden Wärmeverteilung, die sonst notwendig geworden wäre“, zieht Bauherr Zweigler Bilanz. „Je nach Objekt können sich diese Einsparungen schnell auf mehrere Tausend Euro belaufen“, hat Systemair-Produktmanager Reiner Hackl ausgerechnet: „In der Kostenkalkulation ist also auf jeden Fall eine Gesamtbetrachtung angeraten, denn ein vermeintlich günstigeres Heizgerät verliert durch den zusätzlichen Aufwand für die Wärmeverteilung schnell an Attraktivität.“ Hinzu kommt, so die Erfahrung von René Zweigler, der geringere Abstimmungsbedarf zwischen den Gewerken während der Bauphase: „In einem Effizienzhaus wie unserem ist der Einbau einer Lüftungsanlage ohnehin notwendig. Durch ,Genius‘ wird also dieses Gewerk zwar ein wenig ausgeweitet, dafür entfällt aber die klassische Heizungsinstallation komplett. Daraus ergibt sich für den Heizungsbauer jedoch auch die Chance, neue Geschäftsfelder zu erschließen.“ Die Einbringung der Anlage in den Haustechnikraum ist dabei im Übrigen aber nicht anders als bei einem konventionellen bodenstehenden Wärmeerzeuger: Obwohl sämtliche Technikfunktionen für Wärme und Lüftung einschließlich der Warmwasserbereitung über einen 150-Liter-Speicher in einem Gerät konzentriert sind, passte „Genius“ dank der kompakten Bauweise problemlos durch die Nebentür des Neubaus. „Im Notfall“, gibt Reiner Hackl Entwarnung, „hätte man das Gerät mit wenigen Handgriffen aber auch in drei handliche Module aufsplitten und die dann einzeln einbringen können.“ Effiziente Warmwasserbereitung Ähnlich effizient wie die Wärmeerzeugung und -verteilung stellt sich beim System „Genius“ die Warmwasserbereitung dar: Der integrierte 150-Liter-Trinkwasserspeicher hat für einen 4-Personen-Haushalt ein mehr als ausreichendes Volumen. Die durchgängige Aufbereitung dieses Wassers durch einen Plattenwärmetauscher über alle Betriebszustände hinweg – also auch während des Heizens oder Kühlens – sichert den gewünschten Versorgungs-

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ENERGIEEFFIZIENZ Luftheizung

Im Regelfall wird die Luftheizung „Genius“ komfortabel per Laptop oder App über das Internet eingestellt oder fernausgelesen. Zusätzlich gibt es aber immer auch noch ein kleines Display am Gerät, um dort ebenfalls die Grundfunktionen prüfen oder verändern zu können.

komfort. Und der positive Nebeneffekt ist: Es geht durch diese Art der Schaltung definitiv keine Wärme mehr ungenutzt an die Außenluft verloren, da in dieser „Verwertungskette“ nicht unmittelbar zum Heizen oder Kühlen genutzte Energie spätestens bei der Warmwasserbereitung einen willkommenen Abnehmer findet. Regelung auch per App In der Betriebsphase zahlt sich für die Nutzer aber nicht nur die optimierte Energiebilanz des All-in-one-Systems aus, sondern darüber hinaus natürlich auch die einfachere Bedienung, freut sich Jen-

ny Zweigler: „Auf dem zentralen Display kann ich an der Luftheizung alle wichtigen Infos ablesen und mit ein paar Tastendrücken beispielsweise die Raumtemperatur verändern, wenn das notwendig sein sollte. Praktischer geht es kaum.“ Weitergehende Eingriﬀe in die Steuerung, aber auch das Auslesen von Parametern oder Ähnliches, sind genauso einfach vom Küchentisch aus möglich: Dank der mitgelieferten Software kann „Genius“ auch via Internet „ferngesteuert“ werden. Durch getrennte Nutzerund Serviceebenen ist dabei abgesichert, dass es keine möglicherweise störenden Eingriﬀe in die Anlagenparameter gibt. Al-

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Fein abgestimmt: Unspürbar versieht die Anlage „Genius“ im Zweigler-Neubau ihren Dienst, so dass sich im Kinderzimmer noch nicht einmal das Mobile bewegt.

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ENERGIEEFFIZIENZ Luftheizung

ternativ steht für Mobilgeräte zudem eine spezielle App zur Verfügung, mit der sich die Grundfunktionen regeln lassen.

In die Innenarchitektur geschickt integriert: die Zu- und Abluftöﬀnungen, die wie hier in der Küche zwischen den Downlights kaum noch auﬀallen.

DAS PRINZIP „GENIUS“ Die von Systemair neu in den Markt eingeführte Luftheizung „Genius“ besteht konstruktiv aus einer Luft/Luft/Wasser-Wärmepumpe, einer konventionellen Wohnungslüftungsanlage sowie einem zusätzlich aufgeschalteten Sekundärluft-Kreis. Dieser Kreis ist notwendig, um im Bedarfsfall die Heiz- und auch Kühllast über eine Erhöhung des Volumenstroms abzudecken. Dafür wird einem oder mehreren Zuluftbereichen über ein separates Sekundärluft-Kanalnetz bedarfsgerecht, also modulierend Luft entnommen, im Wärmepumpenmodul je nach Erfordernis erwärmt oder gekühlt und anschließend zusammen mit der Frischluft nach der Wärmerückgewinnung wieder in die Zuluftbereiche bzw. -räume zurückgeführt. ie Lüftungsnorm DIN 1946-6 mit der Obergrenze von 50 °C für Warmluft zur Raumbeheizung kann also eingehalten werden, da bei zusätzlich notwendiger Heizleistung diese über den höheren Volumenstrom bereitgestellt wird.

Fazit Seit gut einem halben Jahr bewohnt Familie Zweigler mittlerweile ihren Neubau in Ebsdorfergrund – und es sind ebenso frühsommerlich heiße wie (schafs)kalte Tage und Nächte vergangen; mit langsam wechselnden Großwetterlagen genauso wie mit kurzfristig auftretenden Temperaturanstiegen, oder eben auch Temperaturabstürzen. Insofern kann René Zweigler durchaus schon ein erstes Fazit ziehen, wie praxistauglich die neue Luftheizung tatsächlich ist. Das Ergebnis: „Sie ist es, in jeder Hinsicht. Vorausgesetzt, sie wird gut geplant“, sagt René Zweigler. Denn zu klein dimensionierte Zu- oder Abluftleitungen würden sich bei diesem hoch eﬃzienten System – wie eigentlich bei jeder „normalen“ Lüftungsanlage auch – genauso störend auswirken wie eventuelle Mängel beim Einbau: „Passiert das aber alles nach den Regeln der Technik, ist die Luftheizung für einen Neubau auf KfW 70-Standard oder besser die wirtschaftlichere und umweltschonendere Alternative zu jeder herkömmlichen Heizungs- oder Lüftungstechnik.“ „Und richtig ‚rund‘ wird das Ganze unter ökologischen und ökonomischen Aspekten spätestens dann, wenn eine PV-Anlage auf dem Dach auch noch den eigenen Strom zum Betrieb der Luftheizung ‚Genius‘ liefert“, plant der ambitionierte Bauherr und Oldtimerfreund bereits weiter. „Technisch“, bestätigt Reiner Hackl, „geht das problemlos und ist ideal, weil die Anlage ganztätig läuft, also der eigenproduzierte Strom auch direkt verbraucht wird. ‚Genius‘ und das Erneuerbare-Energien-Gesetz gehen dann eine Symbiose ein, die in Sachen Efﬁzienz und Ressourcenschonung zweifellos neue Maßstäbe setzt und die Wärmetechnik in Neubauten künftig deutlich umweltfreundlicher machen wird.“ ■ Bilder: Systemair GmbH

KONTAKT

Hoch eﬃzient: Sollte im Bad kurzzeitig mehr Wärmeleistung für den Wohlfühlfaktor gewünscht sein, wird eine kleine Infrarotheizung zugeschaltet, die als schwarze Platte in ihrer Schlichtheit fast schon skulptural wirkt.

Systemair GmbH 97944 Boxberg-Windischbuch Tel. 07930 92720 Fax 07930 927292 info@systemair.de www.systemair.de

IKZ-ENERGY 6/7/2015

TIPPS & TRENDS Intersolar-Neuheiten

BayWa r.e.

Speicherinnovation von LG Chem Ab April führt BayWa r.e. das neue Speichersystem „RESU6.4EX“ im Sortiment und intensiviert hierfür die bereits bestehende Kooperation mit LG Chem. Neu für Installateure und Endverbraucher ist das gute Preis-Leistungsverhältnis. Die Batterie mit Lithium-Ionen-Technologie ist ungewöhnlich leicht und zum Preis einer Bleigel-Batterie erhältlich. Die neuartige Technologie der „RESU6.4EX“-Akkus ermöglicht eine hohe Entladungstiefe bei gleichzeitig hoher Langlebigkeit.

BayWa r.e. führte vom 18. bis 25. März Roadshows in allen deutschen Vertriebsstandorten durch und ist dabei auf eine hohe Resonanz gestoßen. Insgesamt waren 260 Teilnehmer bei den Präsentationen anwesend, die LG Chem zusammen mit SMA

im Rahmen der BayWa r.e.-Veranstaltung hielten. Das Batteriesystem wird in Verbindung mit dem „SMA Sunny Island“ eingesetzt. BayWa r.e., Halle B2, Stand 551

Mehr Schubkraft für die Energiewende

Die Akkus sind dabei leicht zu installieren und wiegen nur knapp 60 kg. Das Komplettsystem inklusive des Batteriemanagements ist kompakt in einem Gehäuse untergebracht und wird steckerfertig geliefert, was dem Installateur die Montage sehr einfach macht. Der Speicher ist gerade mal so groß wie ein altbekannter Tower-Computer. Die Kapazität der Akkus beträgt 6,4 kWh, welche durch Erweiterungsmodule um je 3,2 kWh auf bis zu 12,8 kWh ﬂexibel angepasst werden kann.

6/7/2015 IKZ-ENERGY

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TIPPS & TRENDS Intersolar-Neuheiten

Solarfox - Solar Display Systems

Neue Display-Serie Solarfox präsentiert eine neue Produktlinie mit der Bezeichnung „SF-100“. Die neue Produktserie richtet sich an kostenbewusste Kunden, die einen günstigen Einstieg suchen. Die Solarfox Multimedia Displays visualisieren in öﬀentlichen und gewerblichen Gebäuden den Stromertrag und die CO2 -Vermeidung von PV-Anlagen sowie den Eigenverbrauch. Das Display-System kann an nahezu jedes am Markt verfügbare Monitoring-System angebunden werden. (Solar-Log, Meteocontrol, SMA, Fronius, Danfoss, Kostal, etc.) Für die bestehenden Display-Serien „SF-300“ und „SF-400“ präsentiert Solarfox ebenfalls eine neue Hardwaregeneration. Diese ist vor allem schneller und bietet zahlreiche neue Funktionen, wie z. B. die Animation von Inhalten. Zudem wurde das Bedienkonzept weiter vereinfacht, sodass Solarfox-Displays nun noch schneller in Betrieb zu nehmen sind. Solarfox zeigt außerdem viele neue Funktionen der Onlineverwaltung sowie die Integration von Energiespeicher-Systemen. Sämtliche Solarfox-Displays werden in öﬀentlichen Gebäuden mit 2400 Euro bzw. 1200 Euro vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) gefördert. Solarfox – Solar Display Systems, Halle B2, Stand 280

Für den günstigen Einstieg: die neue Produktlinie „SF-100“ von Solarfox.

Kaco new energy

Günstige Energieversorgung Auf der Intersolar zeigt der Neckarsulmer Wechselrichterspezialist nutzerfreundliche Technologie für alle Anwendungsbereiche der Solarstromversorgung – vom bidirektionalen Batteriewechselrichter „Blueplanet EQ 14.0 TL3“ über den 3-phasigen Stringwechselrichter „Blueplanet 50.0 TL3“ bis hin zu den Zentralwechselrichtern „Blueplanet 750 TL3“ und „875 TL3“. Während manche Kräfte scheinbar mit dem Ziel agieren, Eneuerbare Energien, vor allem Solarstrom, zu verteuern, liefert KACO new energy integrierte Konzepte, die den Kostenvorteil der Photovoltaik sichern. Solarkraftwerke, Dachanlagen, Strom- und Wärmespeicher: Für jede Energieanforderung gibt KACO new energy die entsprechende Antwort auf der Leitmesse der Solarenergie in München. Der bidirektionale Batteriewechselrichter „Blueplanet EQ 14.0 TL3“.

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TIPPS & TRENDS Intersolar-Neuheiten

SMA Solar Technology AG

Kostal Solar Electric

Innovationen für jeden Anwendungsbereich

Smart Home und Wechselrichter

Neben dem völlig neu entwickelten „Sunny Boy 1.5/2.5“ für einen hohen Eigenverbrauch mit kleinen Solarstromanlagen hat SMA auch das häusliche Energiemanagement mit SMA Smart Home weiterentwickelt. Mehr Unabhängigkeit für Gewerbebetriebe bieten die neuen Systemlösungen auf Basis des „Sunny Tripower“ sowie „Sunny Island“ selbst beim Ausfall des Stromnetzes. Für PV-Großanlagen zeigt SMA auf der Intersolar Europe erstmals eine neuartige Container-Lösung, die einen 2,5 MW-Zentralwechselrichter, Mittelspannungstransformator sowie Mittelspannungsschaltanlage schlüsselfertig in einem Standard-Container vereint. Mit dem „Sunny Boy 1.5/2.5“ hat SMA einen komplett neu entwickelten Wechselrichter auf den Markt gebracht, der technisch zum aktuellen Trend zu kleinen Solarstromanlagen passt. So ermöglicht er einen hohen Eigenverbrauchsanteil, ist vielseitig einsetzbar und spielend einfach ins Heimnetzwerk einzubinden. Darüber hinaus bieten seine innovative Bauweise, sein weiter Eingangsspannungsbereich von 80 bis 600 Volt und sein neuartiges Kommunikationskonzept vielfältige Vorteile bei der Installation und Inbetriebnahme. Durch die direkte Kommunikation mit dem „SMA Energy Meter“ ist nicht nur die in Deutschland geforderte 70-%-Abregelung möglich, sondern auch eine Abregelung auf 0 %. Auch für das intelligente Energiemanagement mit „SMA Smart Home“ gibt es neue Möglichkeiten. Neben dem kompletten Energiemonitoring durch kompatible und international einsetzbare Funksteckdosen und Messmodule sowie der individuellen Steuerung aller wichtigen Elektrogeräte bietet das Hausautomationssystem des niederländischen Hausautomatenspezialisten und neuen SMA Kooperationspartners Plugwise auch die Steuerung von Heizung, Raumklima, Raumtemperatur oder Licht. Für die leistungsstärkeren Batterie-Wechselrichter „Sunny Island 6.0H/8.0H“ hat SMA die neue „Multicluster“-Technologie bestehend aus „Multicluster Box 12“ und „NA Box 12“ entwickelt, die jetzt auch für den Betrieb am öﬀentlichen Netz geeignet ist. In Deutschland erfüllt sie die geltenden Netzanschlussbedingungen am Niederspannungsnetz (VDEAR-N 4105) und unterstützt kommerzielle Anwendungen wie Supermärkte, Agrar- oder sonstige Gewerbebetriebe bei der Eigenverbrauchserhöhung durch Speicher. Um Netzausfall bei entladener Batterie zu überbrücken, lässt sich zusätzlich ein Dieselgenerator anschließen. International können durch die „Multicluster Box 12“ Inselsysteme und in Kombination mit der „Grid Connect Box 12“ Eigenverbrauchs- und Ersatzstromsysteme mit einer Leistung von bis zu 138 Kilowatt aufgebaut werden.

Auch in diesem Jahr ist die Kostal Solar Electric auf der Intersolar Europe in München vertreten. Neben der neuen Wechselrichtergeneration der Marke „PIKO“ stehen die Speicherlösungen, die das „PIKO BA“ System bietet, sowie die intelligente Energienutzung im Vordergrund. Als ganz besonderes Highlight widmet die Kostal Solar Electric in diesem Jahr dem Thema „Zukunft jetzt – mit dem PIKO auf der sicheren Seite“ ein eigenes interaktives Sonderexponat. Während vielerorts das intelligente Haus noch eher wie Zukunftsmusik klingt, erlebt der Besucher hier, wie sich mit den „PIKO“-Wechselrichtern bereits heute viele Smart-Home-Anwendungen ganz einfach realisieren lassen. Sei es alleine mit der umfangreichen „PIKO“-Produktpalette oder aber gemeinsam mit Partnern wie z. B. dem EEBus. Ein weiteres Highlight stellt das Speichersystem – „PIKO BA“ System – dar, das zusätzlich zur bekannten Blei-Gel-Variante nun auch mit Lithium-Ionen-Technologie erhältlich ist. Um das „PIKO BA“ System noch besser an Kundenwünsche anzupassen, gibt es den „PIKO BA“-Wechselrichter jetzt in den drei Leistungsklassen 6.0, 8.0 und 10 kW. Zusätzlich ist die Lithium-Batterie der Marke „fortelion“ in sechs Kapazitätsgrößen von 3,6 bis 9,6 kWh mit drei bis acht Modulen verfügbar.

Die individuelle Skalierbarkeit des „PIKO BA Systems Li“ ist jetzt noch größer.

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Kostal Solar Electric, Halle B3, Stand 150

NEUE MODELLREIHE Solarfox SF-100 und SF-300

Anzeige von Solarstrom und CO2-Vermeidung

Visualisierung mehrerer PV-Anlagen Upload eigener Bilder und Texte Wettervorhersage, Newsticker, RSS-Feeds

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FIRMEN & FAKTEN Kurz notiert

Westfalen

HĂśhere ZuschĂźsse fĂźr SolarwĂ¤rme Die Bundesregierung hat die staatlichen FĂśrderungen fĂźr Solarthermie zum 1. April deutlich erhĂśht. Experten rechnen nun mit einer Modernisierungswelle. Der Solarthermie-Anbieter Westfalen unterstĂźtzt Heizungsbauer und IngenieurbĂźros dabei, die FĂśrdermĂśglichkeiten fĂźr ihre Kunden bestmĂśglich auszuschĂśpfen. Dazu gehĂśrt auch die Ă&#x153;bernahme von FĂśrderantrĂ¤gen. Seit dem 1. April 2015 gibt es eine hĂśhere staatliche FĂśrderung fĂźr Hausbesitzer, die ihre Heizung auf Erneuerbare Energien umstellen oder sie klimafreundlich modernisieren. Das gilt auch fĂźr Solarthermie. Die wichtigsten Ă&#x201E;nderungen bei der FĂśrderung von Solarthermie: t %JF .JOEFTUGĂ&#x161;SEFSVOH GĂ S 4PMBSXĂ&#x160;SNFBOMBHFO [VS )FJzungsunterstĂźtzung wurde um 500 Euro angehoben. t %JF 'Ă&#x161;SEFSVOH WPO "OMBHFO EFSFO (SĂ&#x161;Â&#x2022;F NÂ¤ Ă CFSTDISFJUFU TUJFH VN &VSP NÂ¤ ,PMMFLUPSnĂ&#x160;DIF t ,Ă OGUJH XJSE BVDI EJF &SSJDIUVOH WPO 4PMBSBOMBHFO Auch Besitzer von BestandsgebĂ¤uden proďŹ tieren seit dem 1. April von hĂśheren auf BestandsgebĂ¤uden gefĂśrdert, die ausschlieĂ&#x;lich ZuschĂźssen fĂźr Solarthermie. der Warmwasserbereitung dienen. t "VDI 6OUFSOFINFO VOE EJF 8PIOVOHTXJSUTDIBGU QSPmUJFSFO XFJUFSIJO WPO BUUSBLUJWFO .BSLUBOSFJ[FO 'Ă S EJF TPMBSUIFSNJTDIF UnterstĂźtzung von ProzesswĂ¤rme winken ZuschĂźsse von 50 %. MittelstĂ¤ndische Unternehmen erhalten einen Bonus. Allerdings bleibt der FĂśrdertopf auf 360 Mio. Euro beschrĂ¤nkt. Sind diese Mittel ausgeschĂśpft, gibt es fĂźr das laufende Jahr keine Hilfen mehr. Experten rechnen daher mit einer Modernisierungswelle, die Heizungsbauern und IngenieurbĂźros neue AuftrĂ¤ge bescheren wird. â&#x20AC;&#x17E;Im FĂśrderdschungel den Durchblick zu behalten ist nicht immer leichtâ&#x20AC;&#x153;, weiĂ&#x; Carsten Schmidt, Produktmanager Regenerative Energien bei der Westfalen Gruppe. â&#x20AC;&#x17E;Wir helfen unseren Partnern dabei, die jeweils beste FĂśrderung auszuwĂ¤hlen. Dabei berĂźcksichtigen wir auch regionale und lokale FĂśrderprogramme. Wir beraten, kalkulieren und Ăźbernehmen, falls gewĂźnscht, die Antragstellung.â&#x20AC;? Die Westfalen Gruppe ist mit ihrem â&#x20AC;&#x17E;Solaceptâ&#x20AC;&#x153;-Programm seit 2007 im Bereich Solarthermie aktiv.

Smart Home

Viele KundenwĂźnsche bleiben bislang unerfĂźllt Smart Home, also die Vernetzung der technischen Komponenten eines Hauses, ist ein wichtiger neuer Trend in der GebĂ¤udetechnik, sagt Prof. Dr. Thorsten Schneiders vom Cologne Institute for Renewable Energy (CIRE) der Fachhochschule KĂśln. So war Smart Home ein zentrales Thema auf der Internationalen SanitĂ¤r- und Heizungsmesse (ISH) Mitte MĂ¤rz in Frankfurt, wo die Hersteller von Heizungen und Komponenten entsprechende Systeme vorstellten. Aber treďŹ&#x20AC;en diese Angebote den Bedarf von Hausbesitzern und Mietern? In Gemeinschaftsprojekten zum Kundennutzen von Smart Home-Anwendungen hat Schneiders gemeinsam mit dem Marktforschungsinstitut Innofact AG, dem KĂślner BĂźro Jung Stadtkonzepte sowie Partnern aus der Energie-, Heiz- und Elektroinstallationsbranche die Anforderungen von Kundinnen und Kunden an Smart Home untersucht. Das Ergebnis: Die Angebote der Hersteller und die WĂźnsche der Kunden liegen in vielen Bereichen weit auseinander, weshalb Smart Home-Anwendungen sich noch nicht ďŹ&#x201A;Ă¤chendeckend durchgesetzt haben. Bislang konzentrieren sich die Anbieter vor allem auf die Themen EnergieeďŹ&#x192;zienz und Komfort. Damit treďŹ&#x20AC;en sie durchaus den Bedarf ihrer Kunden, die sich laut der Studie in der groĂ&#x;en .FISIFJU GĂ S EJFTF CFJEFO "OXFOEVOHTGFMEFS JOUFSFTTJFSFO %BSĂ CFS IJOBVT HJCU FT CJTMBOH OVS XFOJHF "OHFCPUF VOE TP mOEFO ,VOden, die Smart Home-LĂśsungen fĂźr die Sicherheit (75 %), als Multimediazentrale (49 %) oder fĂźr PďŹ&#x201A;ege und Gesundheit (41 %) einsetzen wĂźrden, keine Systeme. FĂźr die Energie-, Heiz- und Elektroinstallationsbranche sieht Schneiders vor allem in der Beratung und der Installation der Smart Home-Systeme groĂ&#x;e Potenziale: â&#x20AC;&#x17E;Momentan gibt es viele Komponenten auf dem Markt, die die Kunden selbst montieren kĂśnnen. Diese funktionieren meist recht einfach per Plugâ&#x20AC;&#x2DC;nâ&#x20AC;&#x2DC;Play. Das Interessante ist: Das wollen die meisten Kunden Ăźberhaupt nicht, weil sie sich etwa an die Stromleitungen ihres Hauses nicht herantrauen. Wenn die Branche funktionsfĂ¤hige, umfangreiche und einfach zu bedienende Systeme anbieten wĂźrde, hĂ¤tte sie viele Kunden gewonnen.â&#x20AC;&#x153; Untermauert wird diese These von den Ergebnissen des Gemeinschaftsprojektes: Knapp 90 % der befragten Mieter wĂźrden eine Smart Home-LĂśsung, die ihnen von ihrem Vermieter oder Verwalter angeboten wird, gerne nutzen.

IKZ-ENERGYâ&#x20AC;&#x192;6/7/2015

FIRMEN & FAKTEN Kurz notiert

AmbiVolt

PV-Anlage in Belfast Die Unterkonstruktion fĂźr Nordirlands grĂśĂ&#x;te PV-Dachanlage in Belfast stammt von AmbiVolt. Eine installierte Leistung von 3,6 MWp wird kĂźnftig jĂ¤hrlich etwa 2900 MWh grĂźnen Strom liefern und so 1500 Tonnen CO2 einsparen. Saliis Renewables, Generalunternehmer des Bombardier-Solarprojektes, beauftragte AmbiVolt mit der Entwicklung und Lieferung eines maĂ&#x;geschneiderten Montagesystems. Direkt gegenĂ CFS EFT #FMGBTU $JUZ "JSQPSUT CFm OEFO TJDI EJF 1SPEVL UJPOTIBMMFO WPO #PNCBSEJFS "FSPTQBDF "VG Ç&#x201C; Ç&#x2022;NÂ¤ wurden bis Ende MĂ¤rz 2015 in einer Rekord-Montagezeit von nur 7 Wochen etwa 14â&#x20AC;&#x160;000 Module installiert und in Betrieb genommen. Um den Jahresertrag zu steigern, kam eine gegenĂźber der Dachneigung aufgestĂ¤nderte Tragkonstruktion zum Einsatz. Die sichere Abtragung der hohen Windlasten am kĂźstennahen Standort Ăźbernimmt eine spezielle VerankerungslĂśsung.

AmbiVolt produziert PV-Montagesysteme nach dem neuesten Stand der Technik. Die Systeme stehen fĂźr schnelle Montage, FlexibilitĂ¤t am Dach und einen jederzeit den Normen entsprechenden Nachweis. Die Unterkonstruktion fĂźr Nordirlands grĂśĂ&#x;te PV-Dachanlage in Belfast stammt von AmbiVolt.

IMPRESSUM Mediaservice: Anke Ziegler und Sabine Trost Telefon: 02931 8900-21 oder 02931 8900-24 E-Mail: anzeigen@strobel-verlag.de Zurzeit ist Anzeigenpreisliste 2015 gĂźltig. Magazin fĂźr Erneuerbare Energien und EnergieeďŹ&#x192;zienz in GebĂ¤uden IKZ-ENERGY erscheint im 9. Jahrgang (2015) www.ikz-energy.de Âˇ www.strobel-verlag.de Verlag STROBEL VERLAG GmbH & Co. KG Postanschrift: Postfach 5654, 59806 Arnsberg Hausanschrift: Zur FeldmĂźhle 9-11, 59821 Arnsberg, Telefon: 02931 8900-0, Telefax: 02931 8900-38 Herausgeber Dipl.-Kfm. Christopher Strobel, Verleger Redaktion Chefredakteur: Hilmar DĂźppel (verantwortlich im Sinne des Presserechts) Dipl.-Ing. (Architektur) und Dipl.-Wirt.-Ing. IKZ-ENERGY RedaktionsbĂźro Unterer Eickeshagen 56 42555 Velbert-Langenberg Telefon: 02052 82931, Telefax: 02052 814262 E-Mail: h.dueppel@strobel-verlag.de Redakteur: Frank Hartmann Redaktions-Sekretariat: Birgit Brosowski Telefon: 02931 8900-41, Telefax: 02931 8900-48 E-Mail: redaktion@strobel-verlag.de Redaktionsbeirat Carsten KĂśrnig, HauptgeschĂ¤ftsfĂźhrer des Bundesverband Solarwirtschaft e.V. (BSW-Solar), Berlin Andreas LĂźcke MA, HauptgeschĂ¤ftsfĂźhrer des Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (BDH), KĂśln GĂźnther Mertz M.A., GeschĂ¤ftsfĂźhrer/Managing Director des Fachverband GebĂ¤ude-Klima e.V. Association for Air-Conditioning and Ventilation in Buildings, Bietigheim-Bissingen Karl-Heinz Stawiarski, GeschĂ¤ftsfĂźhrer des Bundesverband WĂ¤rmepumpe (BWP) e.V., Berlin Anzeigen Anzeigenleiter: Stefan HoďŹ&#x20AC;mann E-Mail: s.hoďŹ&#x20AC;mann@strobel-verlag.de Verkaufsleiter: Uwe Derr E-Mail: u.derr@strobel-verlag.de Anzeigenmarketing/Unternehmenskommunikation: Dipl.-Kfm. Peter Hallmann E-Mail: p.hallmann@strobel-verlag.de Leiter Online-Medien: Stefan SchĂźtte E-Mail: s.schuette@strobel-verlag.de Verkauf Print/Online: Jocelyn Blome E-Mail: j.blome@strobel-verlag.de

6/7/2015â&#x20AC;&#x192;IKZ-ENERGY

Vertriebâ&#x20AC;&#x2030;/â&#x20AC;&#x2030;Leserservice Reinhard Heite E-Mail: r.heite@strobel-verlag.de Bezugspreise Die IKZ-ENERGY erscheint 8x jĂ¤hrlich. Bezugspreis jĂ¤hrlich Euro 70,20 einschl. 7 % MwSt., zzgl. Euro 8,â&#x20AC;&#x201C; Versandkosten, Einzelheft: Euro 10,00. Bezieher der â&#x20AC;&#x17E;IKZ-ENERGYâ&#x20AC;&#x153; erhalten bei Abschluss eines KombiAbonnements mit â&#x20AC;&#x17E;IKZ-HAUSTECHNIKâ&#x20AC;&#x153; einen um 25 % vergĂźnstigten Bezugspreis zzgl. Versandkosten. Mitglieder des Bundesverbandes WĂ¤rmePumpe (BWP) e. V., des Industrieverbandes Technische GebĂ¤udeausrĂźstung RheinlandPfalz / Saarland e. V., des Industrieverbandes Technische GebĂ¤udeausrĂźstung Nordrhein-Westfalen e. V., des VGT â&#x20AC;&#x201C; Gesamtverband GebĂ¤udetechnik e.â&#x20AC;&#x160;V. erhalten die IKZ-ENERGY im Rahmen ihres Mitgliedsbeitrages. Abonnementbedingungen Bestellungen sind jederzeit beim Leserservice oder bei Buchhandlungen im In- und Ausland mĂśglich. Nach Abschluss einer Bestellung kann diese innerhalb von 14 Tagen mit einer schriftlichen Mitteilung an den Verlag widerrufen werden. Zur Fristwahrung genĂźgt die rechtzeitige Absendung. Abonnements verlĂ¤ngern sich um ein Jahr, wenn sie nicht drei Monate vor Ablauf des Bezugsjahres schriftlich gekĂźndigt werden, auĂ&#x;er sie wurden ausdrĂźcklich befristet abgeschlossen. AbonnementgebĂźhren werden im Voraus berechnet und sind nach Erhalt der Rechnung ohne Abzug zur Zahlung fĂ¤llig oder sie werden per Lastschrift abgebucht. Auslandsabonnements sind zahlbar ohne Spesen und Kosten fĂźr den Verlag. Die Annahme der Zeitschrift verpďŹ&#x201A;ichtet WiederverkĂ¤ufer zur Einhaltung der im Impressum angegebenen Bezugspreise. Sollte die Fachzeitschrift aus technischen GrĂźnden oder hĂśherer Gewalt nicht geliefert werden kĂśnnen, besteht kein Anspruch auf Nachlieferung oder Erstattung vorausbezahlter Bezugsgelder. Gerichtsstand fĂźr VollkauďŹ&#x201A;eute ist Arnsberg und Hamburg. FĂźr alle Ăźbrigen Kunden gilt dieser Gerichtsstand fĂźr das Mahnverfahren. Bankverbindungen Sparkasse Arnsberg-Sundern, Konto 1020320 (BLZ 46650005) IBAN DE78 4665 0005 0001 0203 20, BIC WELADED1ARN Postbank Dortmund, Konto 1647-467 (BLZ 44010046) IBAN DE57 4401 0046 0001 6474 67, BIC PBNKDEFFXXX Druckvorstufenproduktion STROBEL PrePress & Media, Postfach 5654, 59806 Arnsberg E-Mail: datenannahme@strobel-verlag.de Layout und Herstellung Siegbert Hahne Druck (Lieferadresse fĂźr Beihefter und Beilagen) Dierichs Druck + Media GmbH & Co KG, Frankfurter StraĂ&#x;e 168, 34121 Kassel

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Mitglied im Bundesverband Solarwirtschaft BSW-Solar) e.V.

Intersolar Europe 2015

und die IKZ-ENERGY Den STROBEL VERLAG BOE m OEFO 4JF JO )BMMF # 4U Besuch! Wir freuen uns auf Ihren

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