Mehrfamilienhaus mit innovativer Speichertechnik in Brütten

Intelligente Speichertechnik

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Der Schweizer Architekt René Schmid zeigt im Schweizerischen Brütten, dass Energieautarkie heute möglich ist. In dem kleinen Ort zwischen Winterthur und Zürich wurde im Sommer 2016 das „Mehrfamilienhaus ohne Stromanschluss“ offiziell eingeweiht. Möglich wurde dies durch kluge Planung mit PV-Anlagen und vernetzter Speichertechnik.

Jörg Pfäffinger | be

Für das Brüttener Gebäude mit neun Mietwohnungen – eine davon ist derzeit Musterwohnung – musste die ortstypische Satteldachform zur Anwendung kommen, auch Volumen und Fluchten der bestehenden Bauten wurden übernommen. Um sich der Umgebung anzupassen, hat Schmid in Kooperation mit Forschungsinstituten und PV-Spezialisten eine matte Oberflächenbeschichtung für Standard-Module entwickeln lassen. Der Architekt hat auch die Umweltarena in Spreitenbach geplant, ein Kompetenzzentrum für Themen der Nachhaltigkeit.
Für ein energieautarkes Gebäude mit Speichertechnik ist Energiesparen Pflicht. Für Fassade und Dach des Massivbaus in Brütten wurde 28 cm Steinwolle-Dämmung verwendet, so dass sich U-Werte von 0,111 W/m2K für die Fassade und 0,148 W/m2K für Dach inklusive Dachfenstern ergeben. Eingebaut wurden Holzfenster mit Dreifachverglasung. Als Verschattung dienen Storen, die auch Lichtlenkelemente enthalten, um das Tageslicht optimiert in die Innenräume zu bringen.
Die Elektrogeräte entsprechen der höchsten Energiespar-Klasse und für die Beleuchtung entschied man sich für LED-Technik. Für Wohnkomfort sorgt eine zentrale kontrollierte Lüftungsanlage mit CO2-Steuerung. Die Wohnfläche beträgt 1 010 m².
Strom produzieren und speichern
Die Strom-Produktion erfolgt über die matten Dünnschichtzellen, die auf allen Fassadenseiten angebracht sind, auch im Norden. Auf dem Dach sind es kristalline PV-Module, die Gesamtleistung liegt bei 140 kW/peak. Die Speichertechnik sieht folgendermaßen aus:
Der Stromüberschuss der PV-Anlagen wird dreistufig gespeichert. Erstens in einer Batterie mit einer Kapazität, die die Bewohner für bis zu drei Tage ohne PV-Eintrag versorgen kann (192 kWh brutto,153 kWh netto, Lithium-Eisen-Phosphat).
Zweitens wird überschüssiger Strom als Langzeitspeicher mit einem Elektrolyseur in Wasserstoff umgesetzt und gespeichert. Bei Bedarf wird der Wasserstoff mit Brennstoffzellen in elektrische und thermische Energie umgewandelt. Dazu sagt Noah Heynen, CEO bei Helion-Solar, einem Unternehmen, das 2015 an Alpic, größter Schweizer Gebäudetechniker, verkauft wurde, um breiter aufgestellt zu sein: „Die Brennstoffzelle ist kostenintensiv und leistet 5 kW, die Batterie jedoch 110 kW. Für Aktionen im Gebäude sind 50 kW Leistungsspitzen nötig. Daher lädt die Brennstoffzelle direkt in die Batterie, die die Verbraucher beliefert und die schnell ist.“
Drittes Speichersystem: Zusätzlich heizt ein Teil der Sonnenenergie mit der Wärmepumpe Thermalia twin H19 von Hoval den Brauchwassertank auf 60 Grad und versorgt damit die Gebäudeheizung, zusätzlich wird Wärme in einen Langzeitspeicher unter dem Gebäude geleitet.
Die Wärmeübertragung in den Wohnungen erfolgt über eine Fußbodenheizung. Für die Bewohner zeigen Tablets die Energiedaten des Hauses und den Eigenverbrauch auf.
Abschließend sagte Architekt Schmid: „Das Gebäude zeigt, dass Sonnenenergie alleine ausreichend ist für den Betrieb eines Mehrfamilienhauses – auch im Winter. Es zeigt weiter, dass PV-Technik ästhetisch sein kann und dass Architektur und Technik eine Symbiose eingehen können. Ich sehe es als ein Leuchtturmprojekt, das aktuelle Möglichkeiten darstellt.“
Stromspeicher als Geschäftsmodell der klassischen Energieanbieter?
Auf Nachfrage erläutert Noah Heynen, dass seiner Meinung nach Strom-Speichertechnik im EFH ab ca. 2020 wirtschaftlich sein werden. Sein Argument ist, dass in der Schweiz seit 2014 der eigen-erzeugte PV-Strom selbst verbraucht werden darf – wie auch in Deutschland. Er weist darauf hin, dass PV-Strom von der eigenen Anlage in der Schweiz mit 15 Rappen heute schon günstiger sei als Strom aus dem Netz, der 21,6 Rappen koste. Mit 15 Rappen pro kW könnten über einen Wärmepumpen-Boiler 2–3 kW Wärme erzeugt werden. Zwar ergäbe der Einsatz einer Wärmepumpe Zusatzkosten von fünf Rappen, aber durch den Faktor 2–3 ergäben sich schließlich Wärmegestehungskosten über PV von ca. acht Rappen – die heute schon vergleichbar mit denen von Gas- und Ölheizungen seien. Die Entwicklung der Energieversorgung sieht Heynen in einer neuen Energiewelt, die geprägt sein wird von dezentralen Prosumern, die also einen Teil der Energie durch PV-Anlagen selbst produzieren und ihn mittels intelligenter Haustechnik selbst verbrauchen. Diese Prosumer würden durch ein IT-System vernetzt und damit Kern der neuen Energiewelt sein. Was die Prosumer nicht liefern können, würde von überregionalen Netzen bzw. Kraftwerken zur Verfügung gestellt. Das Netz würde dann als eine Art Versicherung dienen. Die klassischen, regionalen Energieversorger würden dann mit privaten Unternehmen kooperieren, die ihrerseits unter ihrem Namen PV-Anlagen verkauften und auch finanzierten. Ein weiteres neues Geschäftsmodell für EVUs wäre der Quartierspeicher am Energie-Knotenpunkt. Dabei könnte der Kunde Strom einspeichern oder beziehen. Heutige Werbemaßnahmen von Stadtwerken, die ihren Privat- und Geschäftskunden PV-Anlagen mit Speichertechnik anbieten, zeigen, dass diese Idee bereits in der Realität angekommen sind.
Architekturbüro:
René Schmid Architekten AG, Zürich
Hersteller
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