DE202006016227U1

DE202006016227U1 - Autarke Energiestation

Info

Publication number: DE202006016227U1
Application number: DE202006016227U
Authority: DE
Original assignee: ANDREAS INGO
Current assignee: ANDREAS INGO
Priority date: 2006-10-19
Filing date: 2006-10-19
Publication date: 2007-02-01
Anticipated expiration: 2016-10-20

Abstract

Autarke Energiestation, die aus einem mit Energieerzeugungs-, Energiesammel- und Energiespeichermodulen ausgestatteten transportablen, vorgefertigten und gesondert aufstellbaren Fertigbauteil (1) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hüllfläche (3) des Fertigbauteils (1) die Form einer Pyramide aufweist, deren Grundfläche (2) sich als ein regelmäßiges ebenes Vieleck darstellt.

Description

Die Erfindung betrifft eine autarke Energiestation, die mit alternativen Energieerzeugungseinrichtungen ausgestattet ist, wobei die Energiestation weitgehend unabhängig von einem mit Energie zu versorgenden Gebäude errichtet und betrieben wird.
Die Erfindung betrifft insbesondere die Anordnung der Photovoltaikelemente als integrierender Bestandteil der autarken Energiestation.
Es ist bekannt, Energieerzeugungseinrichtungen, wie z.B. Heizungsanlagen, Solaranlagen, Wärmepumpen, Windkraftanlagen, Warmwasserspeicher in Wohnhäuser und Geschäftshäuser einzubauen und in Kombination zu betreiben. Die Montage der genannten Einrichtungen wird im Regelfall durch unterschiedliche Gewerke während unterschiedlicher Zeitabläufe ausgeführt.
Gemäß DE OS 30 00 684 A1 ist eine Aufnahmestation für Umweltenergie bekannt, die durch ein vorgefertigtes ein- oder mehrteiliges, gesondert aufgestelltes Gehäuse, in dem alle für die Erzeugung, Speicherung und Weiterleitung von Umweltenergie erforderlichen Vorrichtungen und Hilfsvorrichtungen installiert sind, gebildet wird.
Das auf die Gewinnung von Energie aus Sonnenstrahlung gerichtete Modul stellt sich als eine auf der Aufnahmestation errichtete geneigte Dachfläche dar, die mit Solarkollektoren belegt ist. Die komplette Aufnahmestation kann so aufgestellt werden, dass die Solarkollektoren optimal auf die Sonneneinstrahlung ausgerichtet ist, oder die oberen Gehäuseteile der Aufnahmestation ist drehbar ausgestaltet, um eine Nachführung der Solarkollektoren zur Sonneneinstrahlung zu ermöglichen.
Während sich aus der stationären Anordnung der Solarkollektoren eine zeitlich begrenzte Wirkungsbeziehung zwischen der Sonneneinstrahlung und den Solarkollektoren ergibt, ist die Nachführung der Solarkollektoren, mit dem Ziel einer Maximierung der Sonneneinstrahlung mit einem erhöhten materiellen Aufwand und Verlust von normativer Nutzungsdauer verbunden. Dieser Aufwand drückt sich insbesondere durch teure und komplizierte Technik für die Nachführung und die Steuerung der Nachführung aus.
In DE OS 196 44 299 A1 ist ein autarkes Energiezentrum beschrieben, in dem die Energieerzeugungs-, Energiesammel- und Energiespeichermodule in einem transportablen Fertigbauteil untergebracht sind. Ein auf dem transportablen Fertigbauteil zusätzlich montiertes Giebeldach, das während des Transportes sowohl von den Dachflächen als auch von den Giebelseiten her abgeklappt und später wieder in dem vor Ort günstigen, notwendigen Sonnenwinkel wieder aufgerichtet werden kann, dient der Anordnung der Solarelemente.
Auch bei diesem Energiezentrum wirkt sich die starre Ausrichtung der Solarelemente in Bezug auf die Sonneneinstrahlung nachteilig auf die Effizienz der Energiegewinnung aus Sonnenenergie aus.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Energiestation der dem bekannten Stand der Technik zuzurechnenden Gattung bereitzustellen, bei der die Energiestation eine Gebäudehülle aufweist, die eine energieeffiziente Anordnung der Photovoltaikelemente gestattet.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die Merkmale des Anspruches 1 und insbesondere durch die Merkmale des Anspruches 3 gelöst.
Die erfindungsgemäße autarke Energiestation besteht aus einem mit Energieerzeugungs-, Energiesammel- und Energiespeichermodulen ausgestatteten transportablen, vorgefertigten und gesondert aufstellbaren Fertigbauteil. Die äußere Hülle dieses Fertigbauteils weist die Form einer Pyramide auf, deren Grundfläche sich als ein regelmäßiges ebenes Vieleck darstellt.
Vorteilhafterweise ist die Grundfläche als regelmäßiges ebenes Sechseck ausgebildet, von der zur Ausbildung der Hüllfläche des Fertigbauteils sechs gleichschenklige Dreiecke zur Spitze der Pyramide verlaufen.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines Ausführungsbeispiels näher beschrieben. Die dazugehörige Zeichnung zeigt eine schematische Darstellung des Fertigbauteils in der bevorzugten Form einer Pyramide mit einer Grundfläche, die sich als ein regelmäßiges ebenes Vieleck darstellt.
1 zeigt eine Seitenansicht des Fertigbauteils;
2 zeigt eine Draufsicht von 1.
Der Grundgedanke der Erfindung besteht darin, eine Energiestation zu entwickeln, die außerhalb des Gebäudes auf dem Grundstück des Eigentümers errichtet wird. Fläche, Volumina, Höhen sind vorzugsweise so, dass sie im Rahmen der Baugesetzgebung außerhalb des genehmigungsbedürftigen Verfahrens bzw. verfahrensfrei nach jeweiliger Landesbauordnung errichtet wird.
Die Energiestation wird mit alternativen Energieerzeugungseinrichtungen bzw. -vorrichtungen versehen, die die Leistung des bedürftigen Gebäudes weitestgehend erzeugt. Sie kann unabhängig und relativ freizügig errichtet, erweitert bzw. betrieben werden. Wartung und Instandsetzung sind unabhängig vom Gebäudezugang oder von der Gebäudebeeinträchtigung möglich. Es ist nicht mehr notwendig beispielsweise in bestehende Dachflächen einzugreifen. Bisher war man insbesondere bei Gebäudeanpassungen an alternative Energieerzeugungssysteme an den Platz des vorhandenen Anschlussraumes, Heizraumes bzw. Aufstellungsraum der Feuerstätte gebunden, bzw. es bestehen immer Zwangsabhängigkeiten.
Die Wirtschaftlichkeit wird durch den Verfall von eventueller Restnutzungsdauer von Gebäudeteilen oder Anlagenteilen, wie z.B. Dachflächen, nicht beeinflusst. Der Bau ist unkompliziert möglich. Es soll eine Bauform in Anlehnung an ein Indianerzelt (Tippi) entstehen.
Die Grundfläche 2 des Fertigbauteils 1 ist gleichmäßig und sechseckig, fast rund. Die Hüllflächen 3 bestehen aus sechs gleichschenkligen Dreiecken 4. Die Gebäudehöhe wird ca. 3,0 bis 3,5 m sein, maximal 5,0 m. Die Gebäudefläche beträgt ca. 7 bis maximal 10 m². Die Neigung der Hüllflächen 3 wird zwischen 45° und 65° betragen.
Die Hüllflächenbestückung bzw. die Hüllfläche selber werden fünf Kollektoren 5 in Funktion von Photovoltaik- oder Photothermieelementen sein. Die Mittelsäule kann alternativ durch einen Mast 6, der in der Lage ist, ein Windrad 7 zu tragen, gebildet werden.
Phototermie wird zur Erzeugung von warmem Wasser aus der Sonnenenergie, Photovoltaik und Windrad wird zur Erzeugung von Elektroenergie benutzt. Die Elektroenergieerzeugung dient zum Ausgleich einer in die bauliche Anlage integrierte Wärmepumpe oder sonstigen alternativen Wärmezurückgewinnungsanlage.
Die bauliche Anlage steht, statisch bestimmt, auf drei Stützflächen 10, die ein leichtes Stützfundament erhalten. Innerhalb und unterhalb der Bodenplatte wird das Anschlussbauwerk 9 für Verteiler und Sammler der Wärmepumpe in einem herkömmlichen Betonschacht von ca. 1,3 m Durchmesser und 1,50 m Tiefe errichtet. Dieser ist bei Bedürftigkeit gegen Grundwasser aus wasserundurchlässigen Material. Zu diesem Schacht führen die Verteilungsleitungen der Flächenkollektoren bzw. vorzugsweise Sohlesonden der Wärmepumpenanlage. Über diesen Schacht oder auch direkt über das Erdreich unter dem Fertigbauteil 1 werden die Versorgungsleitungen zu dem Anschlussraum des in der in der Nähe befindlichen Gebäudes (ca. 10–20 m entfernt oder auch weniger und mehr) verlegt, abgehend von der in der Anlage befindlichen Wärmpumpenanlage. Vom Verteiler/Sammler führen natürlich die Hauptleitungen zur Wärmepumpe.
Das Windrad 7 ist alternativ. Es fordert die gleichen Investitionskosten wie die Photovoltaikanlage, bringt zur Zeit aber nur 20 % der Einspeisevergütung gegenüber den Photovoltaikelementen. Jedoch ist der Einsatz bei doppelter Leistungsausbeute ergiebiger. Hier wäre in jedem Fall ein bauliches Genehmigungsverfahren nötig. In dichten Bebauungen wird die Genehmigungsrate geringer sein, im ländlichen Raum höher.
Der unter dem Fertigbauteil 1 angeordnete Schacht soll auch als ausgebildete Bohrbrunnenstube dienen. Gekoppelt mit einer Regenwassernutzungsanlage (Behälter bis 100 m³, 15 bis 30 reichen für ein Eigenheim) liefert er Regenwasser für Garten und sonstige Bewässerungen. Regenwasser könnte auch zur WC-Spülung im Haus verwendet werden, was nicht unbedingt angeraten werden soll, wegen Keimbildung und der immer höher werdenden hygienischen Auflagen.
Das Fertigbauteil 1 selbst gewährt durch seine Form und Ausrichtung (Tür 8 nach Norden) beste Energieausbeutung. Das Fertigbauteil 1 soll als Warmbau entstehen und setzt so den Primärenergieaufwand des Gesamtgebäudes herab. CO-2 Emissionen werden herabgesetzt.
Eine Anpassung und spezifische Auslegung auf den jeweiligen Nutzer, spätere Eigentümer ist durch einen Fachingenieur notwenig um vorhandene und neue Anlagenteile aufeinander abzustimmen und zu optimieren.
Einer der Vorteile der erfindungsgemäßen Hüllkonstruktion besteht in ihrer unkomplizierten, leicht zu errichtenden Ausführung. Die logische und anpassungsfähige Bauweise verspricht einen hohen, vielfältigen Umsetzungsertrag und trägt je Anwendung zur durchschnittlichen Kompensierung von

– 3,88 Tonnen CO₂,
– 2,04 Tonnen SO₂,
– 5,84 Tonnen Nox und
– 1,63 Tonnen Staub

Die konzipierte Anlagengröße ist allgemein anwendbar im Eigenheimbereich. Natürlich sollen mit dieser optimierten Anwendung über andere Baugrößen auch andere (größere und kleinere) Objekte versorgt werden. Somit sind ungeahnte Potentiale gegeben, der drohenden Umweltcharta dringend zu entsprechen.

Claims

Autarke Energiestation, die aus einem mit Energieerzeugungs-, Energiesammel- und Energiespeichermodulen ausgestatteten transportablen, vorgefertigten und gesondert aufstellbaren Fertigbauteil (1) gebildet wird, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hüllfläche (3) des Fertigbauteils (1) die Form einer Pyramide aufweist, deren Grundfläche (2) sich als ein regelmäßiges ebenes Vieleck darstellt.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere Hüllfläche (3) des Fertigbauteils (1) die Form eines Kegels aufweist, dessen Grundfläche (2) sich als Kreis darstellt.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Grundfläche (2) als regelmäßiges ebenes Sechseck darstellt, von der zur Ausbildung der Hüllfläche (3) des Fertigbauteils (1) sechs gleichschenklige Dreiecke (4) zur Spitze der Pyramide verlaufen.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Pyramide 3,0 bis 3,5 m, maximal 5,0 m beträgt.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der die Hüllfläche (3) bildenden Dreiecke (4) ca. 45° bis 65° zur Grundfläche (2) beträgt.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllfläche (3) des Fertigbauteils (1) die Form eines Pyramidenstumpfes aufweist.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllfläche (3) Mittel zur Aufnahme von Kollektoren (5), nämlich von Photovoltaik- oder Photothermieelementen aufweist.
Autarke Energiestation nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Hüllfläche (3) aus Photovoltaik- oder Photothermieelementen gebildet wird.