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Kath. Landvolkshochschule Petersberg Ein Gesamtkonzept für ein Bildungshaus zur Nutzung regenerativer Energien

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Kath. Landvolkshochschule Petersberg

Ein Gesamtkonzept für einBildungshauszur Nutzung

regenerativer Energien

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Aspekte des Gesamtkonzepts: Angewandte Technik der Nutzung

regenerativer Energie Integration der Technik in die architektonische

Konzeption Praktische Erprobung und Vorbildcharakter im

regionalen und institutionellen Feld Thematisierung unserer Erfahrungen in unserer

pädagogischen Arbeit Vernetzung bei der Evaluation

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Komponenten der angewandten Technik Passive Sonnenenergienutzung Biomasseheizung Thermische Solaranlage Klimatisierung mit adiabater Kühlung und

Wärmerückgewinnung Fotovoltaik Regenwassernutzung

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Komponenten-Übersicht (Schema)

S NBauweise/passive Sonnenenergienutzung

Aufenthaltsräume im Süden: große Glasflächen; Beschattung

Untergeordnete Räume und zweite Haut im Norden

Biomasseheizung

Thermische Solaranlage

Energiesparende Klimaanlage

Fotovoltaik

Gästezimmer

Gästezimmer

Speisesaal Lager

Flur

Flur

Flur Küche

Gymnastik Heizung

Umgang

Lager Flur

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Passive Sonnenenergienutzung große Glasflächen im Süden

relativ wenig Wärmeverlust Erwärmung durch Sonne besonders im Frühjahr und

Herbst Notwendigkeit von Beschattung und

Klimatisierung geschätzte Einsparung: 50 % des

Heizaufwands Nutzung des eingesparten Potenzials für das

Heizen des renovierten Altbaus

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Einsparung durch passive Nutzung der Sonnenenergie bei der Planung geschätzter Bedarf im Jahr:

1.200 MWh Sicherheitsreserve davon 30%: 400 MWh tatsächlicher Bedarf: 400 MWh Einsparung: 400 MWh ( = 10.000 €) / Jahr

Prognose: 1.200 MWh/a Davon Reserve:30%

Tatsächl.: 400 MWh Einsparung: 400 MWh Reserve: 400 MWh

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Biomasseheizung Heizung mit Holzhackschnitzeln Biomasse-Kessel mit 325 KW Leistung Lieferung des Hackguts durch die örtliche

Waldbauernvereinigung Vergütung für Wärmelieferung: ca. 30 €/MWh Ölkessel für Schwach- und Spitzenlast mit

225 KW Leistung Förderung durch den Freistaat Bayern:

40 % der Investitionskosten (94.000 €) Bedingung: 80 % Biomasse (Waldhackgut)

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Leistungsdiagramm Heizung (Prognose)

325 KW

550 KW

20 % (65KW)

Tage

Leis

tung

Ölkessel

Holzkessel (Soll: > 80 %)

65 %

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Leistungsdiagramm Heizung real 2001

325 KW

20 % (65 KW)

45 %

Ölkessel

Holzkessel (Ist: 79 %)

Planwert

Geringe Auslastung der Holzheizung gefährdet das Einhalten der Förderbedingung „>80 % Holz“

Deshalb ab 2003: Mitversorgung des Altbaus über Fernwärmeleitung

Tage

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Heizenergie 2001 Für die folgenden Jahre liegen keine kompletten und

vergleichbaren Reihen vor

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

Jan März Mai Juli Sept Nov

ÖlHolz

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Einspareffekte durch Holzheizung

Brennstoffkosten: 2001: 4.150 €2002: 4.475 €Ca. 50 % dieser Einsparung werden durch höheren Wartungsaufwand neutralisiert

Kohlendioxid aus fossilen Quellen:2001: 88 t2002: 92,5 t

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Gesamtkostenrechnung Heizung

Konventionelle Ölheizung

Unsere Holz-Öl-Heizung

Investitionen 125.000 € 225.000 €

Staatl. Förderung 0 € 94.000 €

Betriebskosten/Jahr 18.000 € 13.000 €

Gesamtkosten in 10 Jahren

305.000 € 261.000 €

Ersparnis 44.000 €

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Thermische Solaranlage 77 m2 Flachkollektoren auf dem Dach 3 Pufferspeicher mit insgesamt 4,5 m3

Schichteinspeisung zur Verminderung der Verwirbelung

automatische Nachspeisung in der obersten Puffer-Schicht

Warmwassererzeuger mit 500 l Nachteil: 2 Wärmetauscher verhindern

optimale Energieausbeute

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Thermische Solaranlage95o

700

500

Nachspeisung Frischwasser

Wärmetauscher Pufferspeicher

Kollektoren

Wärmetauscher

Warmwasserbereiter und -speicher

Zum Verbraucher

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Thermische SolaranlageWarmwassererzeugung (verbrauchsunabhängig)2003 in MWh

0

1

2

3

4

5

6

7

8

Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez

NachspeisungSolaranlage

Jaheressummen: Solarenlage: 29,82 MWh

Nachspeisung: 21,06 MWh

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Klimatisierung mechanische Lüftung bei großen Räumen

vorgeschrieben Sommerbetrieb: keine Kältemaschine; Kühlung

durch Luftbefeuchtung Energieverbrauch nur für Luftbewegung und

Steuerung Wasserverbrauch: bei Volllast: 78,5 m³/Jahr

tatsächlich: < 40 m³/Jahr

Winterbetrieb: Wärmegewinnung aus der Abluft

Wirkungsgrad: 60 %; Rest über Heizungsanlage

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Klimatechnik – Sommerbetrieb:(Frischluft muss gekühlt werden)

Die (warme) Abluft wird gekühltDazu wird sie mit Wasser besprüht, das dabei verdampft und die dafür notwendige Wärme der Abluft entzieht

Die gekühlte Abluft kühlt die FrischluftSie wird über einen Wärmetauscher geleitet und entzieht der Frischluft Wärme

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Schema Sommerbetrieb

Aufenthaltsraum

Frischluft

Abluft

Luftbefeuchter

Wärmetauscher

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Schema Winterbetrieb(Frischluft muss erwärmt werden)

Im Wärmetauscher gibt die Abluft Wärme an die Frischluft ab

60 % der benötigten Wärme können so gewonnen werden

Erfahrungsgemäß ist dies das Optimum zwischen Wirkungsgrad und Geräte- und Raumaufwand

Heizenergie liefert die restliche benötigte Wärmeenergie (40%)

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Schema Winterbetrieb

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Schema Winterbetrieb

Aufenthaltsraum

Frischluft

Abluft

Heizung (40 %)

Wärmetauscher (60 %)

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Fotovoltaik Installierte Leistung: 14 KW Max. Einspeiseleistung: 9 KW Jahresleistung: ca. 12.000 KWh Einspeisevergütung nach dem EEG:

0,506 €/KWh Jahresvergütung: ca. 6.000 € Investitionskosten: 150.000 € Keine Förderung

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Fotovoltaik: 2 Jahreskurven als Beispiel

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

Jan Feb März April Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez

2001 2003

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Exkurs: RegenwassernutzungKeine Energie – aber auch eine Öko-Technik

Nutzung für Toilettenspülung und für Gartenbewässerung

Nachspeisung bei Bedarf mit Trinkwasser

Regenwasseranlage2000 - 2004 (m³)

1310

3208

Frischwasser Regenwasser

Wasser insgesamt (m³)

1.240 1535

755,5878,7

0

500

1.000

1.500

2.000

2.500

3.000

2002 2003

Frischwasser Regenwasser

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Technik und ArchitekturAnordnung als Sonnenfalle (Schema)

Nordseite

Südseite

Untergeordnete Räume Kleine Fenster

Aufenthalträume Gästezimmer

Große Glasflächen

Balkone: Schatten

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Technik und Architektur Technische Details werden als Gestaltungs-

elemente gezeigt, z.B.

Sonnenkollektoren als Teil der Dachhautangeordnet in einer Reihe am Dachfirst über die ganze Länge des Gebäudes

Solarzellen als Dach über Gängen, die im Freien die Eingänge miteinander verbinden und einen Brunnenhof umschließen

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Praktische Erprobung und Vorbildcharakter Kontinuierliche Zusammenarbeit mit dem Projektanten

(Obermeyer Planen + Beraten) mit dem Ziel der Optimierung

Diplomarbeit: „Energetische Analyse und energetische Optimierung …“ (2003)

Optimierung der thermischen Solaranlage

Solaranlage Nachspeisung

Jahr MWh Anteil MWh Anteil

2001 24,40 42,7 % 32,72 57,3 %

2002 25,28 52,9 % 22,51 47,1 %

2003 29,82 58,6 % 21,06 41,4 %

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Praktische Erprobung und Vorbildcharakter Holzhackschnitzelheizung

Einbau einer Biomasseheizung nach dem gleichen Betriebs- und Vergütungssystem in einem neu gebauten Gymnasium in einer Nachbargemeinde

Beseitigung der Probleme mit der Hackgutförderung in Zusammenarbeit den beteiligten Firmen, dem Hackgutlieferanten und der TU Weihenstephan

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Praktische Erprobung und Vorbildcharakter Studientag mit Darstellung der Technik und der

Erfahrungen mit 40 TeilnehmerInnen aus Südbayern

Berücksichtigung unserer Erfahrungen in vielen Institutionen, vor allem aus dem kirchlichen Bereich

Vor allem große Einrichtungen setzen sich mit unseren Erfahrungen auseinander, z.B.:- Kath. Akademie in Bayern, München- Kardinal-Döpfner-Haus Freising

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Thematisierung unserer Erfahrungen in der pädagogischen Arbeit Die auffällige Technik erregt bei den

TeilnehmerInnen Interesse und initiiert Fragen Eine große Anzeigetafel an zentraler Stelle

informiert über die einzelnen Komponenten, deren augenblickliche Leistung und über monatliche und jährliche Erträge

Im Rahmen von Hausführungen gehen wir auch auf unsere Öko-Technik ein

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Thematisierung unserer Erfahrungen in der pädagogischen Arbeit als spezielle Arbeitseinheit bei Seminaren

z.B. bei Bautechnikern der Bundeswehr als Thema bei Studientagen

(„Neue Quellen erschließen“) als Thema für Referate außer Haus

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Vernetzung bei der Evaluation Erfahrungsaustausch bei Konferenzen

Bildungshäuser der Kirche Verbände der Landvolkshochschulen

Auswertungen der Biomasseheizung über C.A.R.M.E.N. e.V

(„Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Entwicklungs-Netzwerk“)

Jahresbericht Tagungen Informelle Kontakte, Beratung, Tagungen

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Vernetzung bei der Evaluation Verband Deutscher Biomasseheizwerke e.V.

Tagungen und Mitgliederversammlungen Informationsaustausch, Rundschreiben Lobbyarbeit

Internationale Kontakte Zusammenarbeit mit der oberösterreichischen

Umweltakademie über den Projektanten (Obermeyer Planen + Beraten)

gelegentliche Kontakte zu Besuchergruppen aus China

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