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Windräder auf dem Land

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Windräder liefern umweltfreundlichen Strom. Die bei sehr großen Rotorblättern oft verwendeten, faserverstärkten Kunststoffe lassen sich kaum wiederverwerten. Anders bei Blättern aus Stahl: Ihre Recyclingquote liegt werkstoffbedingt bei über 90 Prozent. Zudem sind sie deutlich kostengünstiger als ihre Gegenstücke aus Kunststoff.

Windkraftanlagen speisen umweltfreundlichen Strom in die Netze. Der überwiegende Teil großer Rotorblätter besteht gewichtsbedingt aus faserverstärkten Kunststoffen. Diese Materialien lassen sich derzeit noch kaum recyceln, die Wiederverwertung ist sehr aufwändig. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik IWU in Chemnitz setzen daher auf Metall als Flügelmaterial, insbesondere auf Stahl für kleinere Anlagen. Das höhere Gewicht von Stahlflügeln ist hier noch nicht relevant und kann bei wachsenden Anlagengrößen durch den Einsatz von Leichtmetallen kompensiert werden. Im Projekt »HyBlade« entwickeln sie gemeinsam mit ihren Kollegen der Freien Universität Brüssel die entsprechende Aerodynamik sowie die Prozessketten für die Fertigung. Flügel aus Stahl herzustellen, bietet zahlreiche Vorteile: »Zum einen werden die Windräder deutlich ökologischer, denn Stahl kann zu über 90 Prozent recycelt werden. Mit Metallrotorblättern wird Windkraft daher wirklich umweltfreundlich«, konkretisiert Marco Pröhl, Wissenschaftler am IWU. »Außerdem sinkt der Preis für die Rotorblätter in der Serienfertigung um bis zu 90 Prozent, verglichen mit solchen aus faserverstärktem Kunststoff. Und die Flügel lassen sich genauer fertigen.«

Rotorblatt aus StahlTechnologiedemonstrator: Rotorblatt aus 1,0 mm Stahlblech mit integrierter, gekanteter Verstärkung. © Fraunhofer IWUEin weiterer Nutzen: Sie sind schneller produziert: Parallelisiert man den Prozess – wird also sofort ein neues Blech in die Fertigungslinie eingeschoben, wenn ein Flügel den ersten Fertigungsschritt hinter sich hat – fällt etwa alle 30 Sekunden ein fertiges Rotorblatt vom Band. Bei faserverstärkten Kunststoffen dauert dieser Vorgang dagegen meist mehrere Stunden.

Massentaugliche und automatisierbare Produktionsprozesse
Der Grund für diese Unterschiede liegt in den Fertigungsprozessen. Bei Flügeln aus faserverstärkten Kunststoffen ist oftmals viel Handarbeit notwendig: Zunächst muss eine passende Form für die Flügel hergestellt werden. Je nach Fertigungsvariante legen die Arbeiter Fasermatten in diese Form, injizieren Harz und härten das Teil für mehrere Stunden im Ofen aus. Sie erhalten so zwei Halbschalen, deren Ränder sie zunächst beschneiden und die sie anschließend aufeinander kleben. Diese Schritte lassen sich zwar auch wie in der Blechteilfertigung zeitgleich durchführen – das ändert jedoch nichts an ihrem hohen Zeitbedarf. Man bräuchte Dutzende gleichzeitig laufende Anlagen, wollte man die Flügel ebenso schnell fertigen wie jene aus Metall.

Die Herstellung von Metallrotoren hingegen lässt sich gut automatisieren, denn die Prozesse entsprechen denen der Automobilindustrie. Sie eignet sich daher für die Serienfertigung. Ausgangsmaterial ist ein flaches Stahlblech. Dieses kanten die Forscher mit einem Biegestempel ab, sodass es bereits die typische Flügelform erhält. Die Ränder verschweißen sie mit einem Laser – ein geschlossenes Profil entsteht. Diese Vorform legen die Wissenschaftler in ein Werkzeug mit der späteren Endform, pumpen ein wiederverwendbares Wasser-Öl-Gemisch ins Innere des Flügels und setzen ihn unter einen Druck von bis zu mehreren Tausend bar. Das entspricht dem Druck in vielen Tausend Metern Wassertiefe. Der Flügel wird quasi aufgeblasen und erhält so seine endgültige Form. »Da wir die Flügel von innen nach außen umformen, können wir alle Ungenauigkeiten aus vorherigen Schritten ausgleichen«, erläutert Pröhl. »Die Geometrie ist beim ersten Produktionsschritt perfekt. Die Flügel geben das ins Werkzeug gefräste Strömungsprofil auf 0,1 Millimeter genau wieder.«

Einen Flügel mit 15 Zentimetern Breite und 30 Zentimetern Länge haben die Forscher bereits hergestellt. An ihm optimierten sie die einzelnen Herstellungsschritte. In einem weiteren Schritt produzieren sie nun einen kompletten Rotor für eine Vertikalachs-Windkraftanlage mit 2,8 Metern Flügellänge und zwei Metern Durchmesser. An der belgischen Küste soll dieser dann zeigen, was er kann: auf einem Testfeld für kleine Windkraftanlagen.
Quelle: Britta Widmann Kommunikation, Fraunhofer-Gesellschaft/Bilder: Fraunhofer-Gesellschaft, Pixabay


Bunker Betonwand Kunstwerk Beton

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Ein Forschungsteam der Universität Kassel entwickelt einen Baustoff, der zugleich eine Solarzelle ist. Wichtige Bestandteile sind leitfähiger Beton und organische Flüssigkeiten wie beispielsweise Fruchtsäfte. „DysCrete“ soll künftig unter anderem zum Bau von Fassaden dienen und zugleich Sonnenenergie in Strom umwandeln.

DysCrete“ besteht aus einem speziellen leitfähigen Beton, der mit Lagen aus Titandioxid, einer organischen Flüssigkeit, einem Elektrolyt, Graphit und einer transparenten Oberfläche beschichtet ist. Das Ergebnis ist eine sogenannte Farbstoffsolarzelle, der Beton selber übernimmt dabei die Funktion einer Elektrode. Die Umwandlung der Sonnenenergie in Strom folgt dem Prinzip der Photosynthese. Das Materialsystem ist besonders umweltfreundlich.  

Beton liefert SonnenstromVersuchsaufbau für eine Messreihe. Foto: BAU KUNST ERFINDEN/Klussmann/KloosterDie Entwicklung von „DysCrete“ ist ein Projekt der interdisziplinären Lern- und Forschungsplattform „Bau Kunst Erfinden“ von Prof. Heike Klussmann, Leiterin des Fachgebiets Bildende Kunst an der Universität Kassel, und Thorsten Klooster, Projektleiter Forschung am Fachgebiet. Das Projekt  wird vom Bundesbauministerium mit rund 150.000 Euro gefördert und läuft zunächst noch bis Mitte 2015. Projektpartner sind das Fachgebiet Werkstoffe des Bauwesens und Bauchemie (Leitung Prof. Dr. Bernhard Middendorf) und Partner aus der Industrie. 

Prototypen des Sonnenstrom-Betons existieren bereits. „Unser Ziel ist es, ein Material zu entwickeln, das in Zukunft in der Bauwirtschaft eingesetzt werden kann, beispielsweise für Fertigteile im Hochbau, Fassaden-Elemente und neuartige Wandsysteme“, erklärt Prof. Klussmann. „Zugleich liefert es als Solarzelle einen Beitrag zu einer nachhaltigen und dezentralen Energieversorgung.“

Die Grätzel-Zelle ist günstig in der Herstellung
Die Farbstoffsolarzelle selber ist keine Kasseler Erfindung; neu ist die Verschmelzung von Solarzelle und Baustoff. Die Farbstoffsolarzelle oder auch Grätzel-Zelle ist eine Alternative zur herkömmlichen Silicium-Solarzelle. Sie beruht auf einer Entwicklung des Schweizer Chemikers Michael Grätzel und ähnelt im Prinzip der Photosynthese der Pflanzen.

Um mit dem Solarstrom-Beton bei der Umwandlung von Sonnenenergie einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen, optimiert die Gruppe um Prof. Klussmann und Klooster die Beschichtungen. Ein Beispiel: Verwendeten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beispielsweise anfangs noch Johannisbeersaft, so wurde dieser inzwischen durch andere organische Flüssigkeiten ersetzt.

Ziel ist ein Wirkungsgrad von rund zwei Prozent. „Das rechnet sich deswegen, weil die Herstellungskosten von Farbstoffzellen deutlich geringer sind als die von Silicium-Solarzellen“, sagt Klooster. Zudem sind die Ausgangsmaterialien einfach zu beschaffen, umweltfreundlich und leicht recycelbar. Titandioxid etwa ist ein häufig verwendetes Material, das sich auch in Zahnpasta findet. Und: Farbstoffsolarzellen und damit auch „DysCrete“ reagieren auch auf diffuses Licht und können daher auch auf Gebäude-Nordseiten angebracht werden.

Hintergrund: Hochschulpreis für Exzellenz in der Lehre 2012
Die Lern- und Forschungsplattform „Bau Kunst Erfinden“ ist eine interdisziplinäre und inzwischen preisgekrönte Projektgruppe, in der Wissenschaftlerinnen, Wissenschaftler und Studierende aus verschiedenen Disziplinen zusammenarbeiten; beteiligt am Projekt „DysCrete“ sind Vertreterinnen und Vertreter aus der Nanostrukturwissenschaft, Architektur, Materialwissenschaft und Kunst. 

neue StoffeProf. Heike Klussmann Fotos: Blafield/Uni KasselProf. Heike Klussmann hatte mit der Lern- und Forschungsplattform „Bau Kunst Erfinden“ 2012 den Hessischen Hochschulpreis für Exzellenz in der Lehre erhalten, Deutschlands höchstdotierte staatliche Ehrung dieser Art. Heike Klussmann ist seit 2005 Professorin für Bildende Kunst an der Universität Kassel. Sie studierte an der Kunstakademie Düsseldorf und der Universität der Künste Berlin. 1999/2000 und 2003 hatte sie eine Gastprofessur am Art Center College of Design in Pasadena/USA inne. Sie erhielt zahlreiche Preise für Kunst, Design und Architektur.

Quelle: Text: Uni Kassel/ Fotos: Blafield/Uni Kassel

Mehr über neue Stoffe und Materialien im "grünen" Segment 

Mit dem Dashboard hat man die Energiewende voll im Blick.

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Hamburg - Wie weit ist die Energiewende in Deutschland und wohin steuert sie? Eine Antwort mit den relevanten Daten und anschaulichen Grafiken liefert ab sofort ein sogenanntes Dashboard auf www.energiewendebeschleunigen.de, der gemeinsamen Webseite von WWF und LichtBlick. Das Dashboard ähnelt einem digitalen Armaturenbrett im Auto oder Flugzeug. Auf einen Blick  sieht man hier zum Beispiel den aktuellen Stand der deutschen Treibhausgasemissionen, den tagesaktuellen Strommix oder die Zahl der deutschen Windkraft- oder Photovoltaikanlagen. 

Außerdem lässt sich in dem Energiewende-Cockpit verfolgen, wie sich der Anteil der erneuerbaren Energien sowie der fossilen und atomaren bei der Bruttostromerzeugung in Deutschland in den vergangenen Jahren entwickelt hat. Auch über die Verbreitung von Elektroautos informiert das neue Instrument, sowie über die Zahl der Unternehmen, die von der EEG-Umlage befreit sind. Besonders interessant ist der Vergleich der finanziellen Förderung für fossile und Atomenergie auf der einen und erneuerbare Energien auf der anderen Seite. Hier zeigt sich, dass Atom und Kohle bisher insgesamt deutlich mehr Förderung erhalten haben als die erneuerbaren Energien. 

Das Dashboard richtet sich an Entscheider in Politik und Wirtschaft genauso wie an Journalisten und Verbraucher, die die nötigen Zahlen und Fakten zur Energiewende im Blick behalten wollen – und zwar ohne umständliche Suche auf zahlreichen Seiten. Die Zahlen  des Dashboards stammen aus anerkannten und fundierten Quellen, die auf der Seite transparent dargestellt werden.
Quelle: Text und Bild: LichtBlick

Sämtliche Daten werden vom Statistik-Online-Portal statista regelmäßig aktualisiert.
www.energiewendebeschleunigen.de/dashboard 

Über LichtBlick und WWF:
Das Energie- und IT-Unternehmen LichtBlick und die Naturschutzorganisation WWF Deutschland wollen gemeinsam die Energiewende in Deutschland beschleunigen. Zusammen verfolgen sie das Ziel, Menschen für Veränderung zu begeistern und die enormen Chancen einer erneuerbaren Energie-Zukunft sichtbar zu machen.

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Reißender Fluss

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FlussenergieFeldversuch mit DEGREEN-Generatoren in einem Fließgewässer. Die Anregung der Silikonmembranen erfolg ... © Fraunhofer ISC

Mit rund 33 Prozent ist Wasser noch immer der bedeutendste erneuerbare Energieträger Bayerns, wie der Energie-Atlas Bayern zeigt. Doch vor allem konventionelle Kleinstwasserkraftwerke mit überschaubarem Ertrag sind umstritten – sie greifen in das Ökosystem ein. Fraunhofer-Forscher arbeiten an einer umweltschonenden Alternative: Neuartige Elastomermaterialien sollen künftig die mechanische Energie von Wasserströmungen in kleinen Flüssen direkt in elektrische Energie umwandeln.         

Hauchdünne Folien in Flüssen erzeugen Strom
Mit ihrem Energieprogramm hat die Bayerische Staatsregierung neue Ziele zur Umsetzung der Energiewende gesetzt: Rund 40 Prozent des bayerischen Strombedarfs sollen bis 2025 aus heimischen erneuerbaren Energien gedeckt werden. Einen innovativen Ansatz zur regenerativen Stromerzeugung verfolgt das Fraunhofer-Institut für Silicatforschung ISC  und setzt dabei auf Wasserkraft: Die Würzburger Forscher nutzen extrem dehnbare, hauchdünne Elastomerfolien, die wie ein Kondensator funktionieren. Die Folien aus Silikon sind beidseitig mit einer elastischen leitfähigen Schicht sowie einer isolierenden Schutzschicht versehen.

In kleinen Flüssen und Bächen installiert, wird durch einen Wechselzyklus aus Dehnung und Entspannung die mechanische Bewegungsenergie des Wassers direkt in elektrische Energie umgewandelt. Das fließende Wasser dehnt die weiche Folie, die einem Luftballon ähnelt. In gedehntem Zustand wird sie durch das Anlegen einer hohen elektrischen Spannung geladen. Anschließend wird das Elastomer wieder mechanisch entspannt und in den ursprünglichen Zustand gebracht. »In diesem Zustand ist jetzt eine höhere elektrische Energie aufgebracht, die wir über eine Schaltung quasi absaugen. Dieser Kreisprozess aus Spannung und Entspannung erfolgt einmal pro Sekunde«, erläutert Dr. Bernhard Brunner, Projektleiter und Wissenschaftler am ISC. »Legen wir eine Spannung von 4000 Volt an, können wir bei jeder Dehnung eine elektrische Leistung von 100 Milliwatt pro Folie erzeugen.«

Doch wie gelingt die periodische Dehnung der Folien? Hierfür haben Brunner und sein Team ein pfiffiges mechanisches Anregungskonzept umgesetzt: Strömt Wasser durch ein verengtes Rohr, entsteht in diesem ein Luftunterdruck – auch Venturi-Effekt genannt –, durch den die Elastomerfolie gedehnt wird. Der Unterdruck wird durch Öffnen eines Belüftungsventils ausgeglichen, was die Elastomerfolie wieder in den ungedehnten Zustand versetzt. Der Clou: Das Ventil ist selbststeuernd, es öffnet und schließt sich selbsttätig ohne den Einfluss von Elektronik und Strom.

Jeder noch so kleine Fluss ist geeignet
Durch Ändern des Foliendurchmessers können die Forscher den Druck anpassen. Dadurch ist der Generator im Hinblick auf die Strömungsgeschwindigkeiten der Gewässer skalierbar. Das komplette System, das sich aus Folien, Rohr, Ventil, Pumpe, Luftleitung, Elektronik und Gleichrichter zusammensetzt, ist modular aufgebaut, auch der Rohrdurchmesser lässt sich einstellen. Je nach Tiefe und Breite der Gewässer werden die Rohre entsprechend angepasst und übereinander, hintereinander oder nebeneinander montiert. Bei einem breiten, aber nicht tiefen Fluss empfiehlt es sich, die Rohre nebeneinander zu verbauen. »Ein großer Vorteil unseres Konzepts ist, dass wir nicht auf große Wassertiefen angewiesen sind, wir nutzen die Fließenergie des Wassers. Unsere Elastomergeneratoren eignen sich vor allem für kleine Flüsse und funktionieren schon bei Wassergeschwindigkeiten ab 0,5 Meter pro Sekunde und bei Wassertiefen von 0,5 Metern. In Bayern gibt es kleinste Flüsse mit einer Gesamtlänge von 30 000 Kilometern, in denen sich unser von Wind und Sonne unabhängiges System optimal einsetzen ließe. Würden wir 1000 unserer Anlagen installieren, könnten wir die Energiewende in Bayern entscheidend unterstützen«, sagt Brunner. Eine Gesamtleistung von 876 MWh pro Jahr könnte in das Netz eingespeist werden. Auch Österreich und die Schweiz mit ihren kleinen Gebirgswasserläufen sowie Entwicklungsländer würden von dem neuartigen mechanischen Anregungskonzept profitieren.

Dezentrale Stromversorgung
Die Elastomergeneratoren sind so ausgelegt, dass sie in flachen und kleinen Gewässern ohne Querbauwerke geräuschlos betrieben werden können. Sie eignen sich beispielsweise für die dezentrale Stromversorgung von Campingplätzen oder abgelegenen Siedlungen, die direkt an Gewässern liegen.
Im Labor konzipieren Brunner und sein Team derzeit zwei Versionen der Stromerzeuger: eine schwimmende Variante sowie eine, die am Ufer montiert wird. Aktuell wird der Aufbau miniaturisiert – der fertige, wetter- und hochwasserfeste Generator soll zum Projektende in Schaltschrankgröße vorliegen. Parallel zu den Laborversuchen laufen in enger Abstimmung mit Gemeinde, Wasserwirtschaftsamt und Umweltbehörden erste Freilandtests mit Prototypen an der Wern und der Tauber. Dort führen die Würzburger Forscher realitätsnahe Experimente durch. Ziel ist es, 100 Watt pro Kraftwerk elektrische Leistung kontinuierlich zu erzeugen.

Text: Britta Widmann Kommunikation Fraunhofer-Gesellschaft, Einleitungs- und Beitragsbild pixabay

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Herzstück ist der Eisspeicher - ein großer, mit Wasser befüllter Betontank

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Wechselt Wasser seinen Aggregatzustand von fest auf flüssig wird Wärmeenergie frei. Diese sogenannte Kristallisationswärme nutzt eine Eisspeicherheizung und ermöglicht so einen umweltfreundlichen und kostengünstigen Betrieb. Wie genau das funktioniert, aus welchen Bestandteilen eine Eisheizung besteht und welche Fördermöglichkeiten für Verbraucher gelten, zeigt dieser Überblick.  

Bauteile einer Eisheizung
Eine Eisheizung setzt sich aus einem Komplettsystem zusammen. Dazu zählt ein Solar-Luft-Absorber auf dem Dach der Immobilie. Er wandelt Sonnenlicht und warme Luft in Wärmeenergie um. Das Herzstück ist der Eisspeicher - ein großer, mit Wasser befüllter Betontank, den Hausbesitzer über einen Fachmann in das Erdreich auf dem Grundstück einlassen. Auch eine Sole-Wasser-Wärmepumpe im Heizungskeller ist Bestandteil des Systems. Sie macht Umweltwärme nutzbar und versorgt Fußbodenheizung und Heizkörper im Wohnraum mit warmem oder im Sommer auch mit kaltem Wasser.

Innenausstattung im Eisspeicher
Im Inneren des Eisspeichers sind ein Entzugs- und ein Regenerationswärmetauscher verbaut. Der Entzugswärmetauscher ist ein schlangenförmig verlaufendes schwarzes Rohr mit einer Kühlflüssigkeit. Mit dessen Hilfe zieht die Wärmepumpe Energie aus dem Eisspeicher. Der Regenerationswärmetauscher befindet sich direkt an der Betonwand und ermöglicht die Einspeisung von Wärme, damit das Eis im Tank nach dem vollständigen Gefrieren wieder schmilzt. So bleibt der einmalig mit Wasser befüllte Eisspeicher ein dauerhafter und kostengünstiger regenerativer Energielieferant.

Rolle der Wärmepumpe
Eisspeicherheizungen nutzen gleich drei regenerative Energiequellen aus der Umwelt: Die Umgebungsluft, Sonnenlicht und Wärme aus dem Erdreich. Die Sole-Wasser-Wärmepumpe entzieht dem Leitungs- oder Grundwasser im Betonbehälter der Eisheizung Wärmeenergie, sodass dieses immer weiter abkühlt. Dieser Temperaturwechsel setzt zusätzliche Energie, die sogenannte Kristallisationswärme, frei. Von der beginnenden Vereisung bis hin zum starr gefrorenen Eis wird Energie frei, die 0 Grad kaltes Wasser bis auf 80 Grad Celsius erhitzt. Diese macht die Wärmepumpe für die Beheizung des Hauses nutzbar.

Funktionsweise einer Wärmepumpe
Gut dimensionierte Wärmepumpen heizen überwiegend mit Umweltwärme. Dabei ziehen sie je nach Art der Wärmepumpe Energie aus der Erde, der Luft oder dem Grundwasser. Beim Einsatz einer Eisspeicherheizung dient das Wasser aus dem Speicher als Wärmequelle. Die dort enthaltene Energie überträgt ein Wärmetauscher, der Verdampfer, an das in der Wärmepumpe zirkulierende Propan, sodass dieses anfängt zu sieden. Ein Motor pumpt die Temperatur des Propans nun bis auf die notwendige Temperatur am Vorlauf der Heizung. Je geringer die Temperaturdifferenz zwischen der gewünschten Innentemperatur und der Wärmequelle ausfällt, desto weniger Leistung muss der Wärmepumpenmotor erbringen. Dies führt zu Einsparungen beim Stromverbrauch.

In einem zweiten Wärmetauscher überträgt das nun heiße Propan seine Wärme an den Heizkreislauf. Rohre und Pumpe übernehmen den Transport bis in die Wohnräume. Im letzten Schritt reduziert ein Ausdehnungsgefäß den Druck des Gases, wodurch dessen Temperatur sinkt. Nun ist es in der Lage, erneut Wärme aus der Umwelt aufzunehmen. Der Kreislauf der Wärmepumpe beginnt von vorne. (Mehr zum Thema Wärmepumpen gibt es auf der Seite von Kesselheld.)

Herzstück des Eisspeichers - der BetontankHerzstück des Eisspeicher - der Betontank.Sonnenkollektoren, Luft und Erdreich schmelzen Eis
Am Ende der Heizperiode hat die Wärmepumpe die Energie aus dem Wasser vollständig absorbiert und die Betonzisterne ist komplett zugefroren. An dieser Stelle setzt ein Kunststoffrohr in seiner Funktion als Regenerationswärmetauscher ein. Jegliche Form des Aufwärmprozesses erfolgt im Eisspeicher über diesen Wärmetauscher. Hierbei liefern zum einen Solar-Luft-Kollektoren auf dem Dach Wärme ein. Aber auch die dem Speicher umliegende Erde gibt ihre Wärme über die Betonwände an das Speicherwasser ab. Die gleiche Energiemenge, die dem Wasser zuvor entzogen wurde, fließt über die Schmelzung des Eises wieder in den Speicher ein. Der Vorgang zwischen Vereisung und Verflüssigung kann daher ständig rückgängig gemacht werden.

Bauliche Voraussetzungen und Installation
Für Ein- und Zweifamilienhäuser kommt eine Betonzisterne von mindestens zehn Kubikmetern im Garten oder auf Grundstücksflächen zum Einsatz. Diese wird in frostfreier Bodentiefe in der Erde verbaut. Die Tiefe reicht dabei bis auf vier Meter. Die geringe Einlasstiefe ermöglicht eine Montage ohne bauliche Genehmigung. Zum Vergleich: Erdwärmepumpen erfordern den Einbau von Erdsonden beziehungsweise Erdkollektoren. Diese werden bis zu 20 Meter tief in der Erde verbohrt. Der Durchmesser des Tanks liegt etwa bei 2,7 Meter.

Vorteile: Überwiegende Nutzung regenerativer Energien
Eine Eisheizung greift zum Großteil auf erneuerbare Energien zurück. Lediglich der Motor der Wärmepumpe benötigt Strom für den Antrieb. Photovoltaikmodule und eine Batterie zur Speicherung von solarer Energie ermöglichen einen umweltbewussten Einsatz einer Wärmepumpe ohne die Nutzung fossiler Energien. Bauherren sind mit diesem Heizsystem autark in der eigenen Wärmeversorgung.

Eine Eisheizung kann im Sommer auch kühlen
Das Eis aus dem Betonbehälter der Eisheizung nimmt die Wärme aus den überhitzten Wohnräumen auf und leitet diese zum Eisspeicher, um das darin gefrorene oder kalte Speicherwasser zu erwärmen. Zu beachten ist, dass die Kühlleistung auf die vorhandene Menge an Eis begrenzt ist. Es folgt eine nahezu kostenlose Kühlung ohne Einsatz der Wärmepumpe. Diese Variante ist unter dem Begriff „passive Kühlung“ bekannt.

Eisspeicher werden gefördert
Der Einbau eines Eisspeichers verbessert die Förderung des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrollen für elektrische betriebene Sole-Wasser-Wärmepumpen mit einer Jahresarbeitszahl von mindestens 4,5. Zusätzlich zur Basisförderung von 4.500 Euro gilt für innovative Eisspeichersysteme in Bestandsgebäuden eine Innovationsförderung von 2.250 Euro. Insgesamt erhalten Betreiber einer Eisheizung einen Zuschuss von 6.750 Euro. Dies reduziert die gesamten Kosten von 12.000 bis 20.000 Euro. Auch für Neubauten ist die innovative Technik förderfähig. Die Zuschusshöhe ist hier auf 4.500 Euro beschränkt.
Quelle: Text: Kerstin Bruns, Bilder: Viessmann

Zur Gastautorin: Kerstin Bruns ist Redakteurin und Heizungsexpertin bei der Kesselheld GmbH. Ihr Schwerpunkt liegt auf dem Thema Heizen mit erneuerbaren Energien. Als digitaler Heizungsbauer vereint das Start Up die Qualität des lokalen Handwerks mit der Geschwindigkeit moderner Softwarelösungen und digitalisierter Prozesse rund um den Heizungstausch.

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Museumsbesuch Betrachten von Kunstwerken

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Es geht um die Energieversorgung der Zukunft: Wie lassen sich Umweltverträglichkeit, Wirtschaftlichkeit und soziale Gerechtigkeit unter einen Hut bringen? Die neue Sonderausstellung „energie.wenden“ liefert Orientierungswissen und macht spielerisch die Knackpunkte auf dem Weg zur nachhaltigen Energieversorgung erfahrbar – mit Exponaten, Demonstrationen, Mitmach- und Medienstationen rund um ein interaktives Rollenspiel im Zentrum. Die große Sonderausstellung ist ab 15. Februar im Deutschen Museum in München zu erleben.

Energiewende - wie würdes Du entscheiden
Schon der Titel der neuen Sonderausstellung des Deutschen Museums ist eine Aufforderung: „energie.wenden“ heißt sie – und lässt ein hochpolitisches, kontroverses und komplexes Thema lebendig und anschaulich werden. Die Ausstellung ist ab 15. Februar 2017 auf der Museumsinsel zu sehen – und zu erleben. Der Ansatz ist für das Deutsche Museum etwas völlig Neues: Im Zentrum der Ausstellung steht ein multimediales Rollenspiel, bei dem die Besucher selbst die Entscheidungen zur Energiewende treffen.

Windräder - wie stehts Du dazu?Windräder - wie stehts Du dazu?Warum gerade dieses Thema? Generaldirektor Wolfgang M. Heckl erklärt, warum diese Ausstellung perfekt zum Deutschen Museum der Zukunft passt: „Die Energiewende ist eines der großen globalen Themen für das 21. Jahrhundert. Es stellt Gesellschaft, Wissenschaft, Wirtschaft und Technik gleichermaßen vor große Herausforderungen. Wir möchten mit der Ausstellung dazu beitragen, dieses Projekt voranzutreiben – und die Herausforderung zu bewältigen.“

Atomkraft-Lobbyistin versus Ingenieur für erneuerbare Energien
Sabine Gerber, Leiterin der naturwissenschaftlichen Ausstellungen beim Deutschen Museum, ist stolz auf die Ausstellung – und auf das Rollenspiel: „Das eine Art Übungsraum für die Gesellschaft, eine Welt im Kleinen.“ Denn das Herzstück der Ausstellung ist ein Spiel, das die Besucher auf das „politische Parkett“ und in den zentralen Raum der Ausstellung führt. Dort begegnen ihnen auf großen Bildschirmen von Schauspielern dargestellte Akteure der Energiewende. Von einer Atomkraft-Lobbyistin bis zu einer Frau, die Wasserkraftwerke baut, von einem Bauern bis zu einem Techniker für das Stromnetz ist alles dabei. Und alle haben gute Argumente für ihre Sache. Es sind zwar Lobbyisten, aber sie wissen, wovon sie sprechen. Alle Akteure haben Forderungen an die Besucher – wie „Baut die Stromnetze aus!“ oder „Mehr Elektroautos!“ Die Besucher müssen in diesem Geflecht von Forderungen und Argumenten entscheiden, was für eine Energiewende sie wollen – und übernehmen praktisch die Rolle eines Politikers.

Die Suche nach dem „Energiewende-Typ“
Für die Auswertungen dieser von den Besuchern gefällten Entscheidungen haben sich die Ausstellungsmacher einen liebenswert analogen Weg ausgedacht. Die Besucher bekommen am Anfang eine Karte in die Hand. Ihre Entscheidungen stanzen sie selbst in diese Karte. Und am Ende schiebt man die entstandene Lochkarte in ein Lesegerät, das einem verrät, was für ein „Energiewende-Typ“ man ist. „Das macht richtig viel Spaß, erweitert aber gleichzeitig das Wissen um die Energiewende erheblich“, sagt Sarah Kellberg, Leiterin des Sonderausstellungsteams. Und Sabine Gerber ergänzt: „Die Ausstellung ist alles andere als trivial, denn das Thema ist es auch nicht. Auch deshalb haben wir uns einen spielerischen Zugang zu dem Thema ausgedacht.“ Auf dem Weg durch das „Spiel“ werden die Besucher immer wieder eingeladen, in die Themenfelder abzubiegen. Rechts und links des gelben Spielparcours befinden sich insgesamt neun Ausstellungsbereiche zu Themen wie Solar-, Wasser- und Windenergie, aber auch zu Mobilität oder zur Atomenergie.

Die Liste der beeindruckenden Exponate ist lang: Das erste davon sehen die Besucher schon im Museumsinnenhof. Eine große Blume mit Blütenblättern aus Solarzellen. Sie sammelt Sonnenenergie, dreht sich immer der Sonne zu und klappt abends ihre „Blütenblätter“ ein. Und sie ist mehr als ein Gag: Sie liefert im Jahr rund 4000 Kilowattstunden Strom – in etwa der Jahresverbrauch eines europäischen Durchschnittshaushalts.

In der Ausstellung selbst steht ein Tesla Roadster, der es als erstes Serien-Elektroauto 2012 einmal um die Welt geschafft hat. In 127 Tagen. Oder ein „Brandloch“ in einem Stück Metall, das sehr eindringlich die Kraft der Sonne dokumentiert – es wurde in einem Solarkraftwerk erzeugt. „Das Thema Energiewende hat ganz viele Facetten“, erzählt Sarah Kellberg. Es geht um Themen wie „Smart Home“, Emissionshandel, Speichermedien und Radioaktivität. Und es geht eben nicht nur um die deutsche Energiewende, sondern um die Auswirkungen auf der gesamten Erde. Kellberg: „Die Energiewende ist eine Jahrhundertaufgabe. Und sie muss von der Gesellschaft getragen werden. Wir wollen mit der Ausstellung zeigen: Ja, die Energiewende ist möglich – aber wie? Die Ausstellung soll Orientierungswissen zur Verfügung stellen, aber auch zu Handlungen motivieren. Und zeigen, dass man etwas ändern kann.“

Die Ausstellung ist bis zum 19. August 2018 im Deutschen Museum zu sehen: Sonderausstellungsraum im Zentrum Neue Technologie, Ebene 1

Gerrit Faust Presse- und Öffentlichkeitsarbeit Deutsches Museum, Bilder: pixabay

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