Energie-Sudoku für Gebäude

Die passende Energie- und Wärmeversorgung für ein Gebäude – egal ob Privathaus oder Firmenstandort – ist immer maßgeschneidert. Wie beim beliebten Denkspiel Sudoku müssen die einzelnen Teile in einander greifen. Welche Einflussgrößen bringen Erfolg?

Früher war die Auswahl in dieser Frage scheinbar einfach: Man verwendete Biomasse oder fossile Energieträger für die Wärme, dazu Strom aus der Steckdose. Das war einfach, aber schlecht für unseren Lebensraum. Zudem rächt sich das auch finanziell. Mehr zu den finanziellen Folgen habe ich bereits im #RestartThinking-Blogbeitrag „Kostenfalle fossile Energie“ geschrieben.

Die Veränderungen in der Energiewelt

Heute können schon kleine Haushalte über eine PV-Anlage zum „Prosumer“ werden. Damit bezeichnet man die Kombination aus „Consumer“ (Konsument:in) und „Producer“ (Produzent:in). Smartmeter geben einen guten Überblick über den Energieverbrauch und für Fortgeschrittene gibt es Energiemanagementsysteme für kleines Geld (nach oben hin offen). Der Wechsel von Anbietern für Strom und Gas lohnt sich ebenfalls. Beachten Sie dabei Angebote und Rabatte und eine Erinnerung in einem Jahr kann nicht schaden.

Kurzum es verändert sich einiges und die Beschäftigung mit dem Thema Energie spart Ihnen jährlich viel Geld.

Was hat das alles mit Sudoku zu tun?

Sudoku wurde in der heute gängigen Form von einem Amerikaner erfunden und erlangt in Japan in den 1980iger Jahren große Beliebtheit. Das Wort Sudoku ist die Abkürzung für Sūji wa dokushin ni kagiru, wörtlich etwa „Ziffern dürfen nur einmal vorkommen“.

Gehören Sie auch zu den Menschen, die sich mit dem japanischen Logikspiel stundenlang beschäftigen können? So geht es mir beim Thema Energie. Das Thema ist spannend und die jeweilig beste Lösung zu finden, treibt mich an. 

Bedarf und Anforderungen im Energie-Sudoku

Zuerst geht es um die Anforderungen:

• Welche Energiearten werden gebraucht? Beispielsweise Strom, Wärme (Hoch- oder Niedertemperatur), Kühlenergie, Prozessenergie, Mobilität, in Unternehmen können auch bestimmte Anwendungen wie Druckluft von Interesse sein.
• Welche Mengen werden jeweils benötigt?
• Wann muss diese Energie bereitgestellt werden?
• Wie ist der derzeitige Bedarf und sind Veränderungen in der Zukunft zu erwarten? Dieser Fall sollte gleich bei der Planung berücksichtigt werden. 

Anschließend werden die Möglichkeiten und Gegebenheiten betrachtet:

• Vor allem sollte zu Beginn die Frage der Effizienz betrachtet werden: Kann vorher bereit verbessert und eingespart werden? Wie sieht es mit der Gebäudesubstanz aus? Sanierungen klingen zwar immer aufwändig, bringen aber jede Menge Einsparungspotentiale, die zuerst gehoben werden müssen. Dann muss im nächsten Schritt weniger Energie erzeugt werden.
• Wo befindet sich der Standort? Es macht einen Unterschied, ob ein Gebäude im hohen Norden oder im heißen Süden steht. 
• Wie viel Fläche ist vorhanden? Das ist vor allem bei Photovoltaik und evtl. Geothermie der einschränkende Faktor.
• Gibt es weitere Restriktionen? Dachlasten bei vorhandenen Gebäuden oder Verschattung durch Bäume, Schornsteine oder Dachaufbauten sind beispielsweise zu berücksichtigen.
• Gibt es bauliche Auflagen, die bedacht werden müssen? Das können Gebäudeeffizienzanforderungen sein oder spezielle Vorgaben für einzelne Technologien. In Tirol sind beispielsweise bestimmte Größen und Aufstellungswinkel von PV- und Solarthermie-Anlagen geregelt und entsprechend genehmigungspflichtig. 
• Gibt es weitere Auflagen, die das Vorhaben einschränken? In diesem Fall sind oft die Vorgaben des Stromnetzbetreibers zu nennen. Geothermieanlagen sind anzeige- bzw. genehmigungspflichtig. Bei Luft-Wärme-Anlagen können auch Grenzen für Lärmemissionen Auswirkungen haben.
• Gibt es finanzielle Einschränkungen oder Erwartungen?

Hier fügt sich das Energie-Sudoku zusammen:

Es kommt nun auf die kluge Kombination an, denn wie bereits erwähnt sind erneuerbare Energieanlagen sehr vielseitig und entsprechend je nach Bedarf skalier- und kombinierbar. Dabei helfen diese Leitfragen:

• Wie können die zeitlichen Anforderungen bestmöglich abgedeckt werden?
• Was kann selbst erzeugt werden? Wie und wann? (Tages- und Saisonabhängigkeit beachten)
• Wie kann man den Verbrauch dazu bestmöglich synchronisieren?

Konkrete Lösungsvorschläge

In jedem Fall hat sich die Stromproduktion aus Photovoltaik bewährt, denn damit kann neben Strom für Prozesse und Mobilität auch Wärme produziert werden. Die Wärmepumpentechnologie in verschiedenen Medien (über die Nutzung von Luft, Wasser oder Wärme aus dem Boden) ist längst Standard und selbst hohe Temperaturniveaus können erreicht werden. In kluger Kombination mit Wärmerückgewinnung sind solche Systeme absolut konkurrenzfähig und auch im Großbereich (Megawattklasse) einsatzfähig.

Auch Solarthermie hat bei wärmeintensiven Prozessen seine Berechtigung und der kluge Einsatz von Biomasseresten kann eine Möglichkeit darstellen .

Speichertechnologien (Batterien, Wasserspeicher, Boden- oder Betonkernaktivierung, Eisspeicher, Schwungrad) ergänzen dazu das Angebot und steigern die Attraktivität von erneuerbaren Energien. 

Auch der Bezug von regenerativer Energie wird zunehmend zur Option. Ob als PPA (Power Purchase Agreement) für Großabnehmer oder der Beitritt zu Energiegemeinschaften, das Angebot vergrößert sich laufend. 

Das Ende vom Lied

Kennen Sie diesen Moment beim Sudokuspielen? Irgendwo passt etwas nicht zusammen. Dann kann man entweder von vorne beginnen, mühsam den Fehler suchen oder das Spiel gut sein lassen.

Beim Energie-Sudoku sind Interesse und Einsatz gefragt, aber Sie werden an den Punkt kommen, wo es nur mehr mit viel Aufwand weitergeht. Sicherlich, „Over-Engineering“ ist eine Möglichkeit, aber die bewusste Entscheidung muss kommen, denn sonst wird man einfach nicht fertig und kann die Umsetzung nicht beginnen.

Dazu ein Beispiel: Beim Bau unseres Firmen- und Privatgebäudes legten wir Wert auf entsprechende Dämmung (Isolierung hin zur Bodenplatte, an den Wänden und am Dach). Nach zwei Simulationsrunden und den entsprechenden Kostenvoranschlägen entschieden wir, dass im Vergleich zum ursprünglichen Vorschlag des Holzbauers eine vier Zentimeter dickere Isolierung Richtung Bodenplatte und um eine zwei Zentimeter dickere Holzfaserdämmung an der Wand bessere u-Werte bei akzeptablen Mehrkosten bringen würden. Sicherlich hätte beispielsweise die Wanddämmung noch stärker ausfallen können, aber dadurch hat sich nicht der u-Wert im gleichen Verhältnis verbessert. Zudem waren Kostenrestriktionen gegeben. 

Andere Einschränkungen können auch Fördervorgaben sein oder dass gewisse Komponenten nur in bestimmten Größen vorhanden sind (zB PV-Wechselrichter, Wärmepumpen, etc). 

Erneuerbare Energie ist unschlagbar

Wichtig ist, strukturiert an die Planung heranzugehen und auch Spaß zu haben. Am Ende ist es das gute Gefühl, wenn die Überlegungen in einander greifen und ein neues regeneratives System entsteht.

Wenn Sie Fragen zum Thema Energie-Sudoku und der richtigen Kombination von Energie in Ihrem Gebäude oder Unternehmen haben, schicken Sie uns eine Nachricht. 

#RestartThinking
Veränderung. Denken. Können. 

Herzliche Grüße
Marlene Buchinger