Zwischen Betrieb auf letzten Reserven und Überschusseinspeisung

Die Energieautarkie auf Gebäudeebene ist möglich. Das zeigt ein Projekt der Umweltarena im beschaulichen Schweizer Dorf Brütten. Es wurde 2014 als weltweit erstes energieautarkes Mehrfamilienhaus fertiggestellt. Um die Energieversorgung der neun Wohneinheiten ganzjährig zu gewährleisten, setzten die Planer auf ausgeklügelte und hochmoderne Technik.

Zum Beispiel auf drei Energiespeicher

Die PV-Anlage umhüllt das Haus zur Gänze und liefert Energie für 3 unterschiedliche Speicher. Integriert im Dach und der Fassade weist die Anlage eine installierte Gesamtleistung von 125 kWp auf. An einem schönen Sonnentag deckt der Ertrag einer Stunde den Strombedarf eines vollen Tages ab.

Der Strom welcher nicht direkt durch die elektrischen Geräte verbraucht wird, wird in einen Batteriespeicher eingespeist. Der Energieinhalt des vollen Batteriespeichers würde ausreichen um das Haus 2 Tage lang mit Strom zu versorgen. Dieser Kurzzeitspeicher wird jedoch regulierend eingesetzt: Er deckt den Stromverbrauch während schattigen Stunden und vor allem in der Nacht ab.

Die Einzigartigkeit des Projektes liegt in dem saisonalen Energiespeicher: den unterirdisch eingebauten Wasserstofftanks. Ist der Batteriespeicher voll, wird der Strom durch Elektrolyse genutzt um bis zu 120 Kubikmeter Wasserstoff zu erzeugen und zu speichern. An Tagen in denen der Ertrag der PV-Anlage nicht ausreicht, wird über die Brennstoffzelle der Wasserstoff wieder in Strom umgewandelt.

Als dritter Speicher fungieren Wassersilos mit einem gesamten Fassungsvermögen von 125.000 Liter. Wenn auch die Wasserstofftanks befüllt sind, wird das Wasser bis zu knapp 60 °C erwärmt und bei Bedarf an den Heizkreislauf abgegeben und für die Erzeugung von Warmwasser genutzt.

Das Haus in der Praxis

Versorgungssicherheit und Überdimensionierung gehen in Brütten Hand in Hand. Seit der Inbetriebnahme des Gebäudes sind mittlerweile rund 6 Jahre vergangen und schon 2017 wurde das Projekt im Zuge des Economicum besichtigt. Nun, da sich schon etwas mehr Regelmäßigkeit und Erfahrungswerte ergeben haben, wurde das Mehrfamilienhaus erneut unter die Lupe genommen. Was hat sich seitdem verändert?

In vergangenen Wintern ergab sich einmal eine lang anhaltende Nebellage in Brütten wodurch der Stromertrag sehr gering ausfiel und der Wasserstoffspeicher bis unter 5 % fiel. Bei dieser Extremwetterlage wurden zum ersten Mal die Energiereserven des Hauses beinahe ausgeschöpft.

Sorgen, dass die Bewohner ohne Strom in kalten Wohnungen sitzen, mussten sie aber nicht haben. Über Lastmanagement können Bedarfsspitzten abgefangen und an den Ertrag angepasst werden.

Im Regelfall ist der Ertrag der PV-Anlage derart hoch, dass alle Speicher bis Anfang August befüllt sind. Daher wurde nachträglich ein Anschluss ans Stromnetz verlegt um restliche Überschüsse einzuspeisen.

Drei Highlights zum MFH Brütten

1. Über Energiepanel können die Bewohner ihren eigenen Stromverbrauch überwachen. Dies führte zu einer Sensibilisierung des Umgangs mit Energie. Die Bewohner verbrauchen mittlerweile etwa 50 % eines Schweizer Durchschnittsbürgers.
2. Die Gesamteffizienz der Brennstoffzelle wird durch Nutzung der entstehenden Abwärme bei dem Umwandlungsprozess auf 90 % erhöht. Würde diese Abwärme nicht genutzt werden, läge die Effizienz bei nur 20 %.
3. Das Projekt zeigt auf, dass mit etwas Mehraufwand zum Baustandard bis zu 70 % des Eigenverbrauchs bei Mehrfamilienhäuser wirtschaftlich abgedeckt werden können. Wasserstoffspeicher stecken noch in den Kinderschuhen und sind daher noch nicht wirtschaftlich.

Mehr Informationen über das Projekt erhalten Sie auf der Website der Umweltarena.