Ein Leben unabhängig vom Stromnetz

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Der erste Winter für die Bewohner des energie­autarken Mehrfamilienhauses in Brütten war gleich ein besonderer Prüfstein mit Minus­temperaturen und mit oft bedecktem Himmel. ­Alle haben ihn bei kuscheligen Temperaturen, genügend warmem Duschwasser und ohne Stromausfälle verbracht – wie in einem konventionellen Haus eben. 

Das moderne Mehrfamilienhaus sieht von aussen aus wie ein normales Haus. Das Besondere: Es ist nicht ans Stromnetz angeschlossen. Es bezieht sämtliche Energie aus der Stromproduktion der insgesamt 1000  Quadratmeter an Photo­voltaikmodulen, welche das gesamte Dach und die Fassade bedecken. Keine zusätzliche Energie wie Gas oder Öl wird eingesetzt, und kein Cheminée heizt die Wohnstube zusätzlich. Dieses Haus ist der Beweis, dass es möglich ist, ganz und gar vom Stromnetz unabhängig zu sein. 

Seit knapp einem Jahr leben die Bewohnerinnen und Be­wohner der neun Wohnungen hier. Den ersten Winter haben sie also hinter sich. Kein normaler Winter war es: Im Januar herrschten so kalte Temperaturen wie seit 30 Jahren nicht mehr – und vor allem war es sehr oft bedeckt oder neblig, was bei der Produktion von Solarstrom natürlich nicht hilfreich ist. Das hat schlussendlich dazu geführt, dass sämtliche gespeicherte Energie, also auch die aus dem Langzeit­speicher, vollumfänglich genutzt werden musste. Trotzdem musste niemand frieren oder auf etwas verzichten. 

Wohnen auf hohem Standard
In einer der Wohnungen leben Lukas und Rahel Baltensperger mit ihren Kindern Noel und Elia. Lukas Baltensperger ­hat ein Optikergeschäft in der Nachbarsgemeinde, Rahel ­Baltensperger arbeitet als Teamleitung für die Spitex Glattal. Im Wohnzimmer steht ein Flachbildschirmfernseher, in einem Schrank eine Mikrowelle. Der Backofen, ein Induktionsherd und eine Geschirrwaschmaschine sowie ein Kühlschrank in höchster Energieeffizienzklasse sind moderner Standard. Auch Waschmaschine und Tumbler zeichnen den Beinahe-Eigenheimstandard aus. Die Familie fährt zwei- bis dreimal pro Jahr in die Ferien. «Wir müssen auf nichts verzichten», erklärt Lukas Baltensperger. Er wird immer wieder darauf angesprochen, weil er in diesem Haus wohnt. Gerne erzählt er dann, wie es sich lebt und anfühlt. Die Familie wohnte bereits in Brütten und konnte die Entstehung des Hauses mitverfolgen. Weil sie es spannend fanden, dass man ohne externe Energie leben kann, bewarben sie sich für eine Wohnung. Lukas Baltensperger sagt: «Ich hatte keine Bedenken, dass wir mit Einschränkungen würden leben müssen, da hatte ich volles Vertrauen.» Es hat auch alles bestens geklappt, nur das Elektroauto stand eine Zeit lang nicht zur Verfügung, aus Sicherheitsgründen, damit die gespeicherte Energie auch bestimmt für den ganzen Winter ausreicht. Es war ­ja der erste, und die Techniker haben noch Erfahrungen sammeln müssen. Die Baltenspergers besitzen ein Auto, zusätzlich benutzen sie regelmässig das Elektroauto, das den Bewohnern zur Verfügung steht. Schliesslich steht den Bewohnerinnen und Bewohnern auch ein gasbetriebenes Auto zur Verfügung. Dieses wird betankt mit dem Biogas, welches aus den Speiseresten sowie Garten- und Rüstabfällen der Bewohnerinnen und ­Bewohner produziert wird. Reichweite: So weit, wie es die Biogasproduktion aus dem Haus erlaubt (1 Kilogramm Abfall erzeugt Gas für 1 Kilometer Autofahrt).

Lüften ist nach wie vor möglich
Das Haus hat einen Minergie-P Standard. Trotzdem dürfen die Fenster – entgegen oftmals geäusserter Meinung – geöffnet werden. Jedoch ist kein Kippmechanismus vorhanden und verführt im Winter somit nicht zum typischen negativen Dauerlüften, was etwa 200 Liter Heizöläquivalent pro Fenster bedeutet. «Die meisten Leute sind sich gar nicht bewusst, wie hoch dieser Energieverlust ist», erklärt der Energie­experte der Umwelt Arena in Spreitenbach, Renato Nüesch. Und ­Baltensperger ergänzt: «Wir können im Winter stosslüften, aber das Raumklima ist mit der kontrollierten Lüftung so angenehm, dass das Bedürfnis zum Lüften sehr klein ist.» Den grossen Unterschied zum Leben in einem Haus, das externe Energie bezieht, sieht Baltensperger darin, dass man seinen Energieverbrauch beobachten kann. Am Anfang habe er täglich kontrolliert, denn alles war neu und interessant. Mittlerweile genügt ein kurzer Blick ab und zu auf das Display am Eingang der Wohnung. Die Tagesbalken in den drei Farben Grün, Gelb und Rot zeigen sofort, wie man diesbezüglich dasteht. «Wenn wir heute so weitermachen wie bisher, werden wir am Abend wunderbar im grünen Bereich liegen», erklärt Lukas Baltensperger. «Es gibt natürlich auch Tage, zum Beispiel an einem Waschtag für die ganze Familie, wenn es am Abend noch ein Raclette gibt, an denen der Verbrauch im roten Bereich liegt», sagt der Familienvater. Das gleicht sich jedoch über das Jahr wieder aus. Jede Wohnung verfügt über ein Energiebudget. Wer am Schluss des Jahres über diesem Budget liegt, bezahlt für seinen Mehrverbrauch. Das Geld wird unter allen, die das Budget einhalten, aufgeteilt. Dieses Bonus-Malus-System steht in diesem ersten Winter noch in der Testphase und wird noch nicht angewandt. Bis jetzt ist aber von niemandem zu viel Strom verbraucht worden.

Mit einfachen Mitteln auf den Energieverbrauch achten
«Wir müssen nicht darauf achten, uns beim Gebrauch der Geräte nicht einschränken, denn wir wissen, dass die Energie ausreicht», erzählt der Hausherr. Man kann jedoch mit vielen kleinen Anpassungen mithelfen, Energie zu sparen, welche keine Einschränkung bedeuten. So wird bei Baltenspergers der Geschirrspüler grundsätzlich am Tag gestartet, oder wenn am Abend die Waschmaschine geladen ist, wird der Timer auf den nächsten Morgen gestellt. Die Steck­dosenleisten sind alle untereinander geschaltet und die angeschlossenen Geräte sind bei Nichtgebrauch komplett abgeschaltet, verbrauchen also keinen Stand-by-Strom. Beim Duschen achtet er allerdings schon auf den Verbrauch. Ein Zähler zeigt genau auf, wie viel Wasser verbraucht wird, «Da schaue ich schon, dass ich nicht zu viel verbrauche.» Die Kinder wachsen bereits mit dem entsprechenden Feingefühl auf. Die Wärme aus dem abfliessenden Duschwasser wird übrigens benutzt, um das kalte Wasser vorzuwärmen, weshalb beim Duschen weniger Warmwasser benötigt wird.

Das Wichtigste: die Energiespeicherung
Die Energiespeicherung ist neben der intelligenten Steuerung einer der wichtigsten Punkte im energieautarken Haus. Was geschieht, wenn Strom produziert und dieser aktuell nicht verbraucht wird? Wie wird der Winter überbrückt? Und wie wird die Netzfrequenz gesteuert? Der Energie­experte der Umwelt Arena, Renato Nüesch, erklärt, wie das Ganze funktioniert: Es sind verschiedene Speicherarten im Haus vorhanden. Zwei Batterien speichern total 150 Kilowattstunden Strom für die kurze Überbrückung, vor allem der Nächte, während zirka zwei bis drei Tagen. Drei technische Warmwasserspeicher à 1500 Liter in Form von Boilern dienen für die kurzfristige Energiespeicherung, zwei riesige Gülle­fässer im Boden mit 250 000 Liter Wasser für die langfristige Speicherung. Damit wird 88 Prozent der Energie für das Haus als Wärme gespeichert. Diese Wärme kann direkt für Heizung und Warmwasseraufbereitung oder als Quelle für die Wärme­pumpe genutzt werden. Interessantes Detail: Die Wärmepumpe ist für die Grösse eines Altbau-Einfamilien­hauses dimensioniert und reicht hier für neun Familien. Auch spe­ziell ist, dass überall, wo Wärme entsteht, diese zurückgewonnen wird, angefangen von der Abluft bis zur Wärme, welche im Technikraum, wo die Batteriespeicher und die ­40 Wechselrichter sind, entsteht. Diese Wärme wird von Wärme­tauschern aufgenommen, und damit wird das Wasser aufgewärmt. «Es sind ganz viele kleine Details, wie in diesem Haus Energie eingespart oder wiederverwendet wird», erklärt Renato Nüesch, «und diese summieren sich.»

Die restlichen 12 Prozent der Energie werden in einem Langzeitspeicher in Form eines Wasserstofftanks gespeichert: Im Sommer wird mit überschüssigem Solarstrom durch Elek­trolyse Wasserstoff erzeugt. Dieser wird bei Bedarf mittels Brennstoffzellen in Strom umgewandelt. Die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnik ist für diese Anwendung jedoch noch teuer. Daher wird nur so viel Wasserstoff gespeichert, dass die zirka 30 Tage, an denen die Solaranlage zusammen mit der Batterie den Strombedarf nicht decken, überbrückt werden können. Um die Frequenz des Netzes im Haus von 50 Hertz zu gewährleisten, ist eine Steuerung nötig, die auf Millisekunden genau misst, wie viel Strom verbraucht wird und wie viel Strom produziert wird. Wenn zu wenig Strom produziert wird, wird der Strom aus den Batterien bezogen. Wird zu viel Strom produziert, werden die Batterien geladen. Speziell zu erwähnen ist, dass im ganzen Haus nur Standardgeräte installiert sind, keine Spezialanfertigungen. Alles ist im normalen Verkauf erhältlich und könnte von jedermann bezogen werden. Mit einem Schmunzeln erklärt Renato Nüesch: «Es sind eigentlich lauter dumme Geräte verbaut, die nichts über das Haus wissen. Das Hirn ist eine SPS-Steuerung, die genau weiss, wo was verbraucht und wo was produziert wird; sie übernimmt die Gesamtsteuerung der Geräte.» 

Der nächste Winter mag ruhig kommen
Der Energieexperte Renato Nüesch sieht auch in Zukunft keine Engpässe auf das energieautarke Haus zukommen: «Sicher ist, dass wir nach diesem aussergewöhnlichen ­Winter bereits feststellen können, dass das Haus in Zukunft mit ­genügend Energie versorgt sein wird.» Da in der Bausubstanz noch etwas Restfeuchte vorhanden war, wurde sogar etwas mehr Energie verbraucht, als dies in Zukunft der Fall sein wird, denn dieses Phänomen wird mit der Zeit natürlich verschwinden. Was aber wäre, wenn nun die sonnenlosen Winter­tage noch länger dauern würden? In diesem Ausnahmefall wäre es möglich, den Wasserstofftank nachzufüllen, der übrigens ebenfalls mit erneuerbaren Energien produziert werden kann. Das heisst, auch wenn von aussen Energie dazu käme: ganz sicher keine fossile Energie. 

Auch für Baltenspergers ist klar, dass sie sich für den nächsten Winter keine Gedanken darüber machen müssen, dass Einschränkungen nötig werden würden. Und darüber hinaus fühlen sie sich sehr wohl im Haus. «Der einzige Nachteil, falls man dies so bezeichnen würde, ist, dass wir schon sehr unter Beobachtung stehen. Unser Haus ist ein Pionierprojekt, viele Führungen werden durchgeführt, das Interesse ist ­riesig. Ich denke jedoch, dass das alles normal wird und nach ein paar Jahren das grosse Interesse nachlässt.» Walter Schmid plant schon sein nächstes Projekt, welches wohl noch mehr Wellen werfen wird. 

Hinweis: In der Umwelt Arena Schweiz in Spreitenbach steht ein Modell des energieautarken Hauses. Es zeigt den technischen Aufbau und präsentiert die technischen Lösungen. Themenführungen durch die Ausstellung mit Fokus auf das Projekt «Energieautarkes Mehrfamilienhaus» sind buchbar für Gruppen unter fuehrungen@umweltarena.ch, Telefon +41 56 418 13 10.

Keine Strompeaks über den Mittag
Die 1000 Quadratmeter an Photovoltaikmodulen auf dem Dach und an der Fassade weisen in alle Himmelsrichtungen. Das führt dazu, dass die Stromproduktion über den ganzen Tag ­sehr ausgeglichen ist und der typische Mittagspeak wegfällt. Ein Panel auf der Nordseite produziert übers Jahr 50  Prozent eines ent­sprechenden Moduls auf der Südseite. Bei schlechtem Wetter oder Nebel kommen vor allem die Dünnschichtmodule auf der Fassade zum Zuge, denn diese liefern bei diffusem Licht mehr Strom als die monokristallinen Zellen auf dem Dach, vor allem, wenn noch Schnee liegt. Zudem scheint die im Winter tiefstehende Sonne fast senkrecht auf die Fassade, was einen besseren Wirkungsgrad ermöglicht. Man sieht also, dass es sich lohnt, auch die Fassade zur Solarstrom­produktion zu nutzen. Ein weiterer Vorteil davon besteht darin, dass die Fassade nicht gestrichen werden muss. 

 

Text: Judith Brandsberg, eco2friendly, eco2friendly-Magazin Ausgabe 17

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