Photovoltaik und Luftwärmepumpen
27. Dezember 2011
Das Bauen mit Holz ist durch die Verwendung des nachwachsenden Rohstoffes Holz als sehr umweltverträglich und ökologisch wertvoll bekannt. Diese grundlegend gute Ökobilanz sollten Bauherren nicht durch eine Heizungsanlage mit schwachen Umwelteigenschaften zerstören. Der Einsatz fossiler Energieträger zur Erzeugung von Wärme ist für das Klima wegen eines zu hohen Eintrages von CO2 in die Atmosphäre nicht ratsam. Kohle, Öl und das vermeintlich umweltfreundliche Erdgas scheiden daher als Energieträger aus. Ihr CO2-Kreislauf dauert tausende von Jahren und kommt daher angesichts des Klimawandels nicht in Frage. Es bietet sich allerdings die im Umfeld von Gebäuden kostenlos erhältliche Energie zur Nutzung an. Sie kann mit Anlagen zur Stromerzeugung aus Sonnenlicht und Wärmepumpen nutzbar gemacht werden.
Die Technik der Luftwärmepumpen ist nicht besonders komplex. Die in der Umgebungsluft enthaltene Wärmeenergie wird über die Luft angesaugt und auf ein flüssiges Medium in einem Rohrsystem übertragen. Ein Kompressor verdichtet das Medium, wodurch es sich erhitzt. Das Prinzip ist der Funktion eines Kühlschranks nachempfunden. Die Physikalische Tatsache, dass auf der Saugseite des Kompressors Kälte entsteht und auf der Druckseite Wärme, wird mit der Luftwärmepumpe ausgenutzt. Die Kollektorseite ist das kalte Rohrsystem auf der Saugseite und wird in der Außenluft ständig neu erwärmt. Diese Wärme wird in komprimierter Form auf der Druckseite im Inneren von Gebäuden wieder abgegeben oder gespeichert.
Solarzellen zur Stromerzeugung sind elektronische Bauteile, die bei Bestrahlung mit Licht eine Gleichspannung abgeben. Diese Technik wird Photovoltaik genannt und kann mit großflächigen Kollektoren beachtliche Leistungen erzielen. Die Gleichspannung wird in der Regel in einer Pufferbatterie gespeichert. An diese ist ein Wechselrichter angeschlossen, der aus der vorhandenen Gleichspannung durch elektronische Regelung eine Wechselspannung erzeugt. Gute Geräte erzeugen dabei eine saubere Sinuskurve des Spannungsverlaufes und kein Rechtecksignal. Diese sauber geformte Wechselspannung wird durch den Wechselrichter auch auf das Spannungsniveau von 230 Volt transformiert und kann über eine weitere Regelelektronik ins öffentliche Netz eingespeist oder direkt zur Versorgung elektrischer Anlagen verwendet werden.
Eine ideale Kombination ist die Kopplung der Wärmepumpentechnik mit der Photovoltaik. Die Wärmepumpe benötigt für ihren Kompressor Strom, der mittels Photovoltaik ohne Produktion von CO2 erzeugt werden kann. Bei richtiger Dimensionierung der Anlage kann sie zumindest tagsüber völlig kostenfrei die Heizungsanlage eines Einfamilienhauses betreiben. Die Anfangsinvestition derartiger Anlagen amortisiert sich im Laufe der Zeit. Dem Bauherrn bleibt das gute Gewissen, dass die ökologisch nachhaltige Bauweise des Holzhauses durch den Einsatz nachhaltiger Heizungstechnik mit alternativer Stromerzeugung nicht zerstört wurde. Die finanzielle Einsparung der Energiekosten bietet ihm langfristig weiteren Anreiz.
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