Haus wird zum Energieerzeuger

Eine Möglichkeit zur besseren Energieverwaltung ist die Konstruktion von Gebäuden, die weniger Energie verbrauchen. Beispielsweise durch den Einsatz passiver Belüftungstechniken, passiver Solarenergie, doppelt oder dreifach verglaster Fenster und Wärmemassematerial, wodurch die Notwendigkeit von Klimatisierungsgeräten reduziert und manchmal sogar ganz eliminiert wird. Es gibt viele weitere Bereiche, bei denen der Energiebedarf eines Gebäudes durch seine Konstruktionsart gesenkt werden kann, z. B. energieeffiziente Beleuchtung, passive Beleuchtung, wassersparende Einrichtungen usw. Doch so sehr ein Wohnhaus oder gewerblich genutztes Gebäude seinen Energiebedarf auch senken mag, den Energiebedarf eines Hauses komplett zu eliminieren ist nahezu unmöglich. Aber das Haus kann sein eigener Energieerzeuger werden.

Einer der vielversprechendsten Aspekte der Solarenergie – im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien – ist die Tatsache, dass sie als dezentrale Energiequelle angelegt ist. So gut wie jeder, der über ein Dach verfügt, kann potenziell sein eigenes Energieerzeugungssystem installieren und gewinnt damit ein Stück Energieunabhängigkeit. Bei großen Gewerbebauten mit ausgedehnten Dachflächen und auch bei Wohnhäusern stellt die Installation eines PV-Systems eine Möglichkeit dar, den für den Eigenverbrauch benötigten Strom selbst zu produzieren. Bei Hochhäusern ist das jedoch manchmal gar nicht so einfach. Die TU Wien hat beispielsweise im Rahmen einer Initiative für die umweltgerechte Sanierung ihrer Liegenschaften das alte Gebäude der Chemiefakultät mit dem Ziel saniert, das erste Plusenergie-Bürohochhaus in Österreich zu erschaffen. Das war ein hoch gestecktes Ziel, da der Energiebedarf von Hochhäusern aufgrund der vergleichsweise kleinen Dachfläche besonders schwer durch PV-Energie zu decken ist. Um dieses Problem in den Griff zu bekommen, wurde mithilfe besonderer Konstruktionsplanung ein gebäudeintegriertes System entwickelt. Durch die Flexibilität bei der Auslegung von SolarEdge-Systemen konnte die gesamte Gebäudeoberfläche mit jeweils einzeln optimierten Modulen ausgestattet werden, was zu einer deutlichen Steigerung der Anlagenproduktion und der Anlagengröße führte. Zum Zeitpunkt der Projektfertigstellung war es wohl Österreichs größte integrierte PV-Anlage mit umgerechnet mehr als 54 000 kg an eingesparten CO2-Emissionen, was ca. 200 gepflanzten Bäumen bzw. ca. 420 000 für 24 Stunden betriebenen Glühbirnen entspricht.

Steigerung des Eigenverbrauchs

Die Aufnahme von Solarenergie in den Energiemix eines Gebäudes ist ein Baustein für die Erhöhung der Energieunabhängigkeit, aber es ist nur der erste Schritt. Der nächste Schritt besteht in der Optimierung der Energieverwaltung zur Steigerung des Eigenverbrauchs. Das ist notwendig, weil der Energieverbrauch nicht immer mit den Zeiten der Energieerzeugung eines PV-Systems übereinstimmt. Grundsätzlich gibt es zwei Möglichkeiten, dieses Missverhältnis auszugleichen: Energiespeicherung und Nutzungszeitverschiebung. Die Energiespeicherung ist ein wesentlicher Teil des intelligenten Energiemanagements, da hier die Energieproduktion nicht beschränkt werden muss und die erzeugte Energie nicht ins Netz eingespeist, sondern für den Verbrauch zu einem späteren Zeitpunkt gespeichert wird. In PV-Systemen mit Speicher ist der Wechselrichter für die Steuerung der Lade- und Entladevorgänge der Batterie verantwortlich, um den Strombedarf zu decken und den Strombezug aus dem Netz zu reduzieren. Im Bild 2 wird veranschaulicht, wie durch Energiespeicherung der Eigenverbrauch und die Energieunabhängigkeit erhöht werden.

Die Verschiebung der Nutzungszeit ist eine weitere Form des Energiemanagements, die ebenfalls zur Erhöhung des Eigenverbrauchs beitragen kann. Bei dieser Methode wird die intelligente Haustechnik mit der PV-Energie kombiniert. Durch die Verbindung der beiden Technologien ermöglichen intelligente Energiemanagementlösungen den automatischen Gerätebetrieb mit überschüssigem PV-Strom zur Erhöhung der Solarenergienutzung. Das führt zu mehr Energieunabhängigkeit, geringeren Stromkosten und bietet einen höheren Komfort. Alle Arten von Haushaltsgeräten, wie z. B. Heizstäbe, Lampen, Ventilatoren und Schwimmbadpumpen, können mittels AC-Schalter und Einsteck-Steckdosen mit Zähler sowie potenzialfreien Kontaktschaltern durch eine intelligente Energiemanagementlösung gesteuert werden. Mit einem Heizstab kann der überschüssige PV-Strom beispielsweise für die Warmwasserbereitung genutzt werden, was eine kostengünstige Form der Energiespeicherung darstellt, während die anderen technischen Vorrichtungen zur Fernsteuerung von Haushaltsgeräten wie Schwimmbadpumpen, Ventilatoren, Kühlschränken, Thermostaten und Lampen dienen, damit diese zu Spitzenzeiten der PV-Stromerzeugung eingeschaltet werden und somit zur Erhöhung des Eigenverbrauchs beitragen.

Neben der höheren Energieunabhängigkeit bietet das intelligente Energiemanagement einen weiteren Vorteil: Über eine integrierte Energiemanagement- und Monitoring-Plattform ist es für Benutzer intuitiv zu bedienen. So sorgt dieses Smart-Energy- und Gebäudemanagement schon jetzt für geringere Betriebs- und Wartungskosten. Und mit der fortschreitenden Entwicklung der Technologie werden sich weitere Möglichkeiten ergeben, um die Energieeffizienz von Gebäuden durch erweiterte Integrationsoptionen zu steigern. Beispielsweise können ins Energiemanagementsystem integrierte Wetter- und Einstrahlungsprognosen zur effizienteren Planung der Gebäudebeheizung beitragen oder personalisierte Profile und Thermostatsteuerung den Komfort ohne zusätzlichen Ressourcenaufwand erhöhen. Wenn diese Art von Technologie mit anspruchsvollen Architekturmodellen kombiniert wird, werden unsere Gebäude in Zukunft mehr im Einklang mit ihrer Umgebung stehen.

Lior Handelsman gründete SolarEdge im Jahr 2006 und ist zurzeit Vizepräsident im Bereich Marketing und Produktstrategie. Vor der Gründung von SolarEdge arbeitete Lior Handelsman elf Jahre beim israelischen Electronics Research Department, ERD,E-Mail: info@solaredge.comwww.solaredge.com