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23.02.2014 | Elektrotechnik | Schwerpunkt | Online-Artikel

Passen Elektromobilität und Gebäudeautomation zusammen?

5 Min. Lesedauer

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Kurzschlussgefährdet? Der elektrische Speicher ist das Sesam-öffne-dich einer erfolgreichen Energiewende. Erst dann kann regenerativ erzeugte Energie bedarfsgerecht genutzt werden. Doch fehlt die Vernetzung aller Systeme, verpufft der Strom.

Es gibt derzeit mehrere Trends, mit denen die Energiewende in Deutschland vorangetrieben werden soll. Zum einen sind es die zentralisierten Gedanken der Energieversorger, die in großen Massen Photovoltaik und Windkraftanlagen über das ganze Land verbreiten, sowie große Offshore-Windparks im Norden, finanziert vom Steuerzahler, aufbauen. Dieser erzeugte Strom muß über Leitungen, bei Offshore zunächst auf das Festland und dann on shore über das ganze Land und insbesondere in den Süden transportiert werden, da dort derzeit die größten Industrieanlagen kumuliert sind. Dies erfordert Investitionen in neue Höchstspannungsnetze, jeglicher Energietransport birgt elektrische Verluste, die die Verbraucher tragen müssen.

Demgegenüber sind dezentrale Ansätze, indem elektrische Energie über dezentrale Klein-Windkraftanlagen im Bereich von 1-5 kW und durch Photovoltaikanlagen auf Dächern, Carports erzeugt werden, nur wenig bekannt. Idealerweise denkt jeder Energieversorger nur darüber nach, wie er derartige, für ihn äußerst kostengünstige Energien in sein eigenes Netz (zu niedrigen Tarifen) übernehmen kann, um diese teuer wieder dezentral an andere Energiekunden zu verkaufen.

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Elektrische Speicher für SmartGrid noch zu teuer

Dieser Trend wird mit anderen Anwendungen SmartGrid genannt. Es stellt sich in diesem Zusammenhang die Frage, warum der dezentrale Energieproduzent diese Energien nicht selbst nutzen sollte, um gegenüber dem Energieversorger autark zu werden. Neben den kostengünstig verfügbaren Energien sind im Gebäude Energiespeicher zu integrieren, um die teilweise zeitversetzt zum Verbrauch verfügbaren Energien zwischenzuspeichern.

Diese elektrischen Speicher sind derzeit noch sehr kostenintensiv, aber die Heizungsanlage hat uns gezeigt, daß ein derartiger Weg gangbar ist, da Wärme in Photothermie-Anlagen auf dem Dach oder als Erdwärmeanlagen im Boden Wasser erwärmen können, das zur weiteren Verwendung in massigen, gut gedämmten Speichern im Keller vorgehalten wird, um daraus über Wärmetauscher die Heizung und die Warmwasserversorgung oder den Swimming-Pool zu versorgen.

Im Unterschied zu den denkbaren elektrischen Speichern kann sich bei den Wärmespeichern aufgrund der Wassereigenschaft nur wenig ändern, es sei denn, man geht auf andere Medien über, die höhere Dichten aufweisen. Hier ist man in Folge der Elektromobilität schon erheblich weiter. Schon lange spricht niemand mehr über alte Bleiakkumulatoren, die nur noch in antiquierten Verbrennerfahrzeugen zum Start oder zur Bordversorgung eingesetzt werden, auch NiCd- oder NiMHd-Akkus gehören schon fast der Vergangenheit an, da die LiPo-Technologien wesentlich größere Energiedichten aufweisen und in sehr kurzer Zeit geladen werden können, nicht mehr wegzudenken sind LiPos, wie sie in Fachkreisen verniedlichend genannt werden, aus Handies, Laptops, et cetera, aber eben auch aus Elektromobilen.

Regenerative Energien problemlos am Haus installieren

Hier wachsen mehrere Technologien im Hause zusammen. Regenerative Energien können problemlos am Haus installiert werden. Vertikale Windkraftanlage bis 1 kW sind mittlerweile auch in kleinen Baugrößen erhältlich und stören als Kunstobjekte kaum noch die Ästhetik des Hauses, damit sind von diesen Windspielen auch mehrere am Haus installierbar. Auf dem Dach, nein auf allen nutzbaren Dachflächen befindet sich eine durch die Masseneinführung äußerst preiswerte Photovoltaikanlage mit 20 bis 30 kW. Um diese Energie nicht dem Energieversorger kostengünstig verfügbar zu machen, werden im Heizungskeller elektrische Speicher installiert, damit wird das Haus autark, die erzeugbare Energiemenge ist jedoch so groß, daß damit bereits mehrere Häuser mit Strom versorgt werden könnte.

Pedelecs und Elektromobile als Energiespeicher

Was liegt da näher, Fahrräder als Pedelecs und Elektromobile als ausgewiesene Stadtfahrzeuge auch mit größeren Speicher und Antrieb auszurüsten (Tesla oder Ampera) und diese Fahrzeuge aus dem eigenen Energiespeicher zu bedienen. Die Preise für derartige Systeme liegen zwar, bis auf die schon erwähnten Stadtfahrzeuge (Elano, MIA < 20.000 Euro), noch sehr hoch, aber die Masseneinführung steht kurz vor der Umsetzung.

Während der Energieversorger also darüber nachdenkt mit SmartGrid und SmartCities die Energieautarkie des Energiekunden vordergründig aufzubauen, aber zunächst über seine Energieabrechnungssysteme lenken will, ist Energieautarkie des Energieendkunden bereits problemlos möglich, Energie-plus-Häuser sind seit mehreren Jahren verfügbar. Kommen elektrische Energie und Wärme zusammen, wird dies kostenmäßig für den Energiekunden immer spannender.

Auf diesem Wege hat der Energieversorger einen weiteren Schlenker zur Verdummung des Energiekunden angedacht. Er träumt(e) davon, daß Elektromobile zwar aus Energiesäulen geladen werden müssen, aber über diese Energiesäulen eben auch ihre gespeicherte Energie in Spitzenzeiten in das Energienetz rückspeisen könnten, über Tarife hat er sich dabei jedoch nicht geäußert. Zum einen birgt jegliche Rückspeisung Verluste, zum anderen verkommt das Elektromobil, dessen Speicher passend zum Einsatzzweck ausgelegt werden sollten, zum Kleinkraftwerk, das jedoch nur als Kleinkraftwerk zum sportlichen Fahren auf die Straße gehört.

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Zeitnahe Amortisation dank Gebäudeautomation

Abschließend seien zur Vervollständigung der Anwendung smarter Technologien noch SmartMetering und SmartHome korrekt angewendet, das bedeutet mit Nutzen für den Energiekunden, angegeben. Dezentrales SmartMetering ist zwingend erforderlich, um die erzeugten Energieströme zu Energiespeichern und –verbrauchern zu lenken und die möglicherweise noch notwendige Rückspeisung oder Energieabnahme zum und vom Energieversorger zu messen. Durch die immensen Einsparungen an Energie, damit einer zeitnahen Amortisation, ist es zudem möglich SmartHomes aufzubauen, da weitere Energiesparpotzenziale durch Gebäudeautomation erschlossen werden können.

In Summe entstehen bei richtiger Anwendung smarter Technologien Nutzenpotenziale beim Energiekunden, warum sollte man diese dem Energieversorger zur Verfügung stellen ? Wozu teure Höchstspannungsleitungssysteme aufbauen ? Wozu in teure Offshore-Windparks investieren, wenn die Investitionen eher direkt beim dezentralen Energiekunden anwendbar sind. Energiewende muß von unten gestaltet werden, nicht von oben, wie seit Jahren vom Energieversorger propagiert, der ständig die Tarife anhebt. Damit wäre die EEG-Umlage in der vorliegenden Form auch nicht nötig!

Zum Autor
Prof. Dr. Bernd Aschendorf ist Professor für elektrische Maschinen und Gebäudesystemtechnik an der Fachhochschule Dortmund.

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