Strom-Nutzung

Solarstrom läßt sich heute vielfältig nutzen, Strom wird in Zukunft unsere hauptsächliche Energiequelle sein.

Vorteile

Eine PV-Anlage am Dach des Hauses liefert den Bewohnern „direkt“ Strom ohne das Netz eines Netzbetreibers in Anspruch zu nehmen. Das spart teure Netzkapazitäten.

Der eigene Strom ist kostengünstig, zumindest ist sein Preis unabhängig vom Marktpreis und daher besser kalkulierbar.

Solarstrom ist „sauber“, bei seiner Produktion fallen keinerlei Schadstoffe an.
Pro kWp einer PV-Anlage werden jedes Jahr 800kg CO2 eingespart.

Den Aufwand von CO2 zur Herstellung der Solaranlage hat sie nach 2 Jahren „hereingespielt“
Eine PV-Anlage (ohne Speicher) ist praktisch frei von Gefahrenstoffen und kann gänzlich recyceld werden.

Die Verwendung von Solarstrom

Leider ist die Erzeugung von Solarstrom abhängig vom Licht, das zur Umwandlung von Strom zur Verfügung steht, und nicht alle Aktivitäten unseres Lebens sind mit der Solarstromproduktion „synchronisiert“.

Es ist leider so, dass die Sonne zur „falschen Zeit“ scheint: Im Sommer zu Mittag, wenn man nicht zu Hause ist, produziert die Solaranlage, den meisten Strom.

Am Abend, wenn man Kochen, Fernsehen, oder im Internet surfen will und die Wäsche gewaschen werden muss, scheint sie gar nicht!

Und im Winter, wenn es kalt ist, geht die Sonne spät auf, kommt kaum über den Horizont und geht viel zu früh wieder unter. Außerdem ist es oft bedeckt oder nebelig.

KOMMENTAR:
Das Einfachste ist also,
wir passen unseren Stromverbrauch
dem Angebot der Sonne an.

Stromverbrauch anpassen

Teilweise hilft uns dabei schon die moderne Solartechnik, indem sie mehr aus nicht so günstigen Lichtverhältnissen herausholt, durch intelligentere Verlegung der Solarpanels oder durch Module, die diffuses Licht effektiver nutzen.

Aber wenn wir unseren Alltag ein wenig umstellen, können wir unseren Stromverbrauch auch optimieren, zB indem wir unser „Home“ zu einem „Smart Home“ machen und verbrauchsintensive Geräte zur richtigen Zeit einschalten, wenn die Solaranlage viel produziert, außer uns aber wenige Mitbewohner Strom verbrauchen. Das funktioniert heute schon über Zeitschaltuhren, in Zukunft wird es auch verstärkt über Apps gehen.

Wir können zB abfragen, wann nächste Woche das Wetter besonders schön sein wird, und dann festlegen, dass sich die Waschmaschine am Mittwoch um 14:30 h einschalten soll, weil die App aus Erfahrung weiß, dass die Stromspitze zum Mittag durch Kochen und Geschirrspüler dann schon vorüber ist. Vermutlich brauchen wir gar nicht mehr einzugreifen, denn das macht die App völlig selbständig. Wir müssen nur dafür sorgen, dass die Waschmaschine gefüllt ist und entsprechend Waschmittel vorhanden ist.

Die zukünftig „universelle“ Energieform Strom

Alle vier wichtigen Energiebedürfnisse werden künftig in Form von Strom erfüllt:

• Haushaltsstrom
• Heißwasser
• Heizung
• Kühlung
• Mobilität

1. Haushaltsstrom

Mit Solarstrom vom „eigenen Dach“ den gewohnten Haushaltsstrom vom Stromproduzenten jetzt selber zu erzeugen ist relativ einfach. Da ist wohl die wichtigste Frage, ob das eigene Dach überhaupt genug Strom zur richtigen Zeit liefern kann, oder ob man weiterhin weitgehend vom Stromlieferanten abhängig bleibt.

2. Heißwasser

Auch das Wasser im Bad und Küche kann natürlich mit Hilfe von Strom erhitzt werden.

3. Heizung

Die Heizung mit Strom aus dem Netz zu betreiben war bisher wenig sinnvoll, da der Wirkungsgrad deutlich schlechter war, als wenn man Öl oder Gas direkt verbrannt hat. Besonders wenn der Strom im Kraftwerk aus Kohle, Öl, oder Gas erzeugt wurde und über Leitungen bis zum Endverbraucher transportiert werden musste. Von der CO2-Bilanz gar nicht erst zu reden.

Heizen mit Solarstrom wäre zwar theoretisch eine Verbesserung bei der CO2-Belastung und hätte durch den Wegfall der Leitung auch einen besseren Wirkungsgrad. Weil aber Solarstrom nicht 24h erzeugt werden kann und bei tieferen Temperaturen und wenig Sonneneinstrahlung im Winter auch weniger Solarstrom zur Verfügung steht, ist das noch keine Lösung für Mehrfamilienhäuser.

Wärmepumpen

Durch den Einsatz von Wärmepumpen kann man den Wirkungsgrad allerdings drastisch verbessern. Luftwärmepumpen haben einen Wirkungsgrad von 1,9 bis 2,9. Das heißt, wenn man ein Kilowatt Strom einsetzt, kann man im günstigen Fall fast drei Kilowatt Wärme erzeugen.

1. Luftwärmepumpen
Luftwärmepumpen kann man bei einem Mehrparteienhaus mit einem Flachdach auf dem Dach montieren, dann braucht man allerdings eine Leitung zum Heizraum, der vermutlich im Keller ist. Bei anderen Dachkonstruktionen benötigt man einen Platz auf dem Grundstück, zB im Hof. Heutige Luftwärmepumpen sind geräuscharm und sollten bei guter Wartung praktisch unhörbar arbeiten.

2. Erdwärmepumpen
Erdwärmepumpen holen aus einem Kilowatt Strom sogar vier bis fünf Kilowatt Wärme, und das ziemlich verlässlich, weil die Temperatur der Erde in 100m Tiefe das ganze Jahr über mit ca 10 Grad konstant ist.

Erdwärmepumpen sind zwar durch die notwendigen Erdbohrungen ziemlich teuer, die Ausgaben machen sich aber durch den hohen Wirkungsgrad durchaus bezahlt.

Das größte Problem bei Erdwärmepumpen ist der Platzbedarf und die Möglichkeit zur Bohrung am Grundstück. Die Erdsonden müssen mit einem Mindestabstand von 8m installiert werden und für ein großes Haus braucht man mehrere Sonden. Da die Grundstücke maximal ausgenutzt werden und verbaut sind, steht oft nicht genug freie Grundstücksfläche für ausreichend Erdwärmesonden zur Verfügung.

Eine einfache und leicht zugängliche Lösung für dieses Problem wäre, wenn man die Flächen vor dem Haus für die Bohrungen verwenden könnte, natürlich unter Berücksichtigung vorhandener Leitungen und Kanalisation. Leider fehlen dafür noch die notwendigen gesetzlichen Regelungen. Es gibt aber bereits Pilotprojekte in Wien, bei denen die Gehsteige vorm Haus genutzt werden konnten.

Leider hat die Gemeinde Wien vor kurzem eine Gebühr beschlossen, die pro Laufmeter Bohrloch einen Betrag von € 30 vorsieht. Ein Bohrloch von 100m kostet demnach zusätzlich € 3.000. Da man für ein durchschnittlich großes Mehrfamilienhaus ca. 12 Erdsonden benötigt sind das zusätzlich € 36.000 Gebühren.  Anmerkung: Inzwischen reduziert die MA 20 die Gebühr bei bestimmten Bedingungen um 50%.

KOMMENTAR:
Das ist der Energiewende nicht förderlich
und belastet die Stadtbewohner in Wien
zusätzlich!

[Planungsgrundlagen für Erdwärmesonden]

[Rechtliche Grundlagen der Erdwärmenutzung in Österreich]

[MA 20: Merkblatt für die Herstellung von Erdsonden auf öffentlichem Straßengrund als PDF]

[Hausbaumagazin.at: Tiefenbohrungen zur Erdwärmenutzung – Kosten und Genehmigung]

 
In großen Teilen von Wien, wo das Grundwasser leicht erreicht werden kann, reichen relativ wenige Meter Bohrtiefe für die Erdsonde, wenn man „Pech hat“ kann es in anderen Gebieten auch hundert Meter oder mehr sein, bis man eine geeignete Tiefe erreicht hat. Eine Gebühr nach Bohrtiefe zu berechnen ist daher „ungerecht“!

„Grätzl”-Lösungen

Viele Projekte und Lösungsansätze betreffen heute vor allem einzelne Wohnhäuser. Die Zukunft liegt aber vermutlich in etwas größeren Zusammenhängen auf „Cluster“- oder „Grätzl“-Ebene, bei dem sich mehrere Wohnhäuser oder sogar ein Straßenviertel zu einem gemeinsamen Projekt zusammentun.

ZB um gemeinsam die Hinterhöfe für Erdwärme zu nützen und so einen „Mini-Fernwärme-Verbund“ zu schaffen, wo die städtische Fernwärme nicht hinreicht. Mehrere Hausgemeinschaften könnten sich zusammentun, um einen gemeinsamen Speicher für ihren Solarstrom für ihr Grätzl zu schaffen, auf Basis von neuen Technologien, die auf Lithium verzichten.

4. E-Mobilität

Mal ganz abgesehen davon, dass die Solaranlage am Dach eines Mehrfamilienhauses kaum genug Strom produziert, um damit auch noch E-Autos mit Energie zu versorgen, hätte die Sache auch noch einige weitere Haken.

Günstigen Solarstrom für einige wenige Eigentümer und ihre individuellen Mobilitätsbedürfnisse „abzuzweigen“, steht im Gegensatz zu der Idee einer Gemeinschaftsanlage.

• Gibt es überhaupt Platz für eine E-Tankstelle im Hof?
• Wer darf wann tanken?
• Wann wird Strom zur Verfügung gestellt? Dann wenn die Anlage Überstrom produziert und ihn ins Netz einspeisen würde? Wann genau ist das und wie viel Strom steht zur Verfügung?

Das lässt sich schwer abschätzen.

Mit einem Speicher ließe sich das Problem lösen, aber wer zahlt den Speicher?

Je mehr E-Autos betankt werden müssen, desto schwieriger ist es, all diese Probleme zu lösen.

FAZIT:
Die Solaranlage eines Mehrparteienhauses
kommt als E-Tankstelle für E-Autos
eher nicht in Frage!

Zukünftige Anforderungen

Die Reduktion auf Strom als alleinige und universelle Energiequelle bietet neue Möglichkeiten und Synergieeffekte, aber natürlich auch eine große Abhängigkeit von der Verlässlichkeit bei der Bereitstellung.

Wenn Strom, wie heute über ein Netz von wenigen Produktionsstätten an die Verbraucher verteilt wird, ist jede Störung eine Unterbrechung des Systems, wenn alles nur noch mit Strom betrieben wird, kommt es schnell zu einer Katastrophe. Bei einem Black-Out steht alles still und bei so komplexen Vernetzungen kann es eine Weile oder sogar Tage dauern, bis die Versorgung mit Strom wieder problemlos läuft. Schon heute sieht man, dass unsere bestehenden Netze nicht ausreichen für die zukünftigen Szenarien.

Zukünftige Netze müssen dezentraler sein, um lange Transportwege zu vermeiden, die zu Leistungsverlusten führen. Hochspannungsleitungen quer durch ein ganzes Land oder sogar über Staatsgrenzen hinweg zu bauen, ist außerdem immer schwerer durchzusetzen.

Netzbetreiber müssen flexibler auf immer mehr kleinteilige und kleinvolumige „Einspeiser“ reagieren können, die möglicherweise gerade dann Strom liefern, wenn er gar nicht gebraucht wird, und müssen „aus dem Stand“ große Mengen Strom bereitstellen können, wenn ein Engpass auftritt.

Während schon fixe“ Termine für den Ausstieg aus Gas und Öl von den Politikern bekannt gegeben wurden, ist das „Wie“ noch ziemlich offen.

• Sind die Netzbetreiber in der Lage, rechtzeitig und mit der Entwicklung der „Stromproduzenten“ Schritt haltend, Netzkapazitäten bereitzustellen und neue aufzubauen?
• Sind die technischen Voraussetzungen da, um die komplizierter werdenden Steuerungsaufgaben problemlos zu bewältigen?
• Sind genug Geld und Ressourcen da, um die notwendigen Investitionen zu tätigen und Vorhaben umzusetzen?

Die Zeit drängt, es sind nicht einmal mehr 17 Jahre bis 2040.

[WEITER]