MiraSolaris (de)

Durch die Novellierung der europäischen Einspeisegesetze (EEG) boomt derzeit der Markt für photovoltaische (stromerzeugende) Solarmodule enorm und weisst in 2007 speziell in Deutschland geradezu atemberaubende Zuwachsraten auf.

MiraSolaris verfolgt die technischen Weiterentwicklungen mit grosser Aufmerksamkeit und prüft in den laufenden eigenen Bauprojekten grundsätzlich die Möglichkeiten photovoltai-scher Stromproduktion.

Die relativ hohen Kosten (ca. EUR 4000.- / 1 kWp), der niedrige Wirkungsgrad (max. 17%, bei hoher solarer Einstrahlung und Erwärmung aber rasant abnehmend !)), die grossen finanziellen Risiken (opt. Amortisationszeit 14 Jahre) und vor allem die Abhängigkeit von Energieversorgungsunternehmen und staatlicher Förderpolitik bilden derzeit aber keinen Hintergrund für eine Verlagerung des MiraSolaris - Forschungsschwerpunktes Solar-thermie hin zur Photovoltaik.

Zweifellos werden aber die weltweiten Foschungsbemühungen hier schon relativ zeitnah ein verändertes Szenario schaffen, in dem zumindest im Bereich photovoltaischer Grossanlagen ein grosses Potential für den Klimaschutz bei der öffentlichen Strompro-duktion aus erneuerbaren Energien liegen wird.

Wenig bekannt ist bisher, dass auch aus solarthermischen Sonnenkollektoren Strom produziert werden kann; MiraSolaris hat mit seine Forschungen in diesem Bereich und der Zusammenarbeit mit dem Partnerunternehmen Aqua Society bereits eine führende Rolle in diesem Nischenmarkt eingenommen.

Über zwei Jahre hinweg hat MiraSolaris sich nun eingehend mit dem Stirlingprozess und den derzeit im Feldversuchen getesteten Stirlingmotoren beschäftigt. Verschieden Motoren haben wir selbst besichtigt u. a. die Produkte der Firmen Hoval, KWB, Sunmachine und BSR-Sunpulse. Nur letzterer ist speziell für einen Niedertemperaturbetrieb mit Solarenergie ausgelegt und erscheint uns für unsere Zwecke geeignet, wobei die Maschine relativ gross und bisher auf maximal
1 kW elektrische Leistung ausgelegt ist. Wie der Erfinder, Herr Jürgen Kleinwächter berichtet, könnte dieser Strilingmotor aber tatsächlich mit einer entsprechenden Peripherie schon bald in südeuropäischen Ländern zur solaren Stromerzeugung zum Einsatz kommen.
Alle anderen, in der Regel mit Holzpellets während der Laufzeiten der Heizungskessel betriebene Stirlingmotoren erscheinen uns, selbst eine Lösung aller technischen Probleme vorausgesetzt, unter wirtschaftlichen Gesichtspunkten als relativ aussichtlose Projekte.
Der hohe vorgeschrieben Wärme-Dämmstandard von Wohngebäuden bedingt heute einen derart optimierten Betrieb der Gebäudebeheizungsanlagen, dass in der Regel nicht mehr als 1000 Betriebstunden der Heizkessel während der Heizperiode zur Deckung des Gebäudeheizenergiebedarfes notwendig sind. Geht man dabei von einem Parallelbetrieb eines Strilingmotor mit 1-3 kW Leistung aus, können also unter besten Bedingungen je Heizperiode typenabhängig 1000-3000 kWh elektrische Leistung erzielt werden, die unter optimalen Bedingungen vom Energieversorger mit ca. EUR 0,20 vergütet werden. Zieht man davon noch die Kosten der dafür verfeuerten Pellets ab, ist entsprechend mit EUR 150 - 450.- jährlichem Ertrag zur Amortisation der Investitionskosten zu rechnen. Hier eine überschaubare Amortisationszeit für den Kaufpreis der relativ hochpreisigen Strilingmotoren zu ermitteln erscheint uns schwierig.

Für den Betrieb des MiraSolaris Eco Habitat Systems zur ökoeffizienten
Nutzung themischer Solarenergie werden in der Regel realtiv grosse
thermische Kollektorflächen auf dem Gebäudedach benötigt. In der Regel
verbleiben dann keine weiteren Süddachflächen mehr, auf der
photovoltaische Solarpanelen installiert werden können.
Aus diesem Grunde erforscht MiraSolaris derzeit in Zusammenarbeit mit
der Fa. Aqua Society in NRW Möglichkeiten zur systemintegrierten Nutzung
und Wandlung thermischer Solarenergie in elektrischen Strom. Im
laufenden Bauprojekt 2008 Mirapuri-Freunde Haus soll diese Neuentwicklung
breits zum Einsatz kommen und getestet werden, ob die thermischen
Sonnenkollektoren im MiraSolaris Eco Habitat System künftig auch für
eine ausreichende Stromversorgung genutzt werden können.

MiraSolaris forscht derzeit weiterhin intensiv an der Möglichkeit,
sogenannte PCM’s (Phase Changing Materials) im Zusammenhang mit der
AWD-Technologie und der MirSolaris-Passivhaustechnik im Alt- und Neubau
einzusetzen. Zweifellos bietet diese neue Technik zur Nutzung von
Latentwärme in Paraffin im Bereich der Gebäudekühlung, aber auch im
Bereich der winterlichen solaren Gebäudedämmung und -beheizung in
Verbindung mit der AWD-Technologie ein enormes Energieeinsparpotential,
was MiraSolaris deshalb nun vorrangig weiter erforschen wird.

MiraSolaris-Gebäudekühlung in den Sommermonaten

Der Aufbau des MiraSolaris-Geschoßdeckenspeichers zur Heizungsunterstützung erlaubt über dasselbe System im Sommer eine Speicherung von „Kälte“ im Betonkern der Raumdecken mit dem Effekt einer behaglichen Kühlung der angrenzenden Räume.

In Gegenden mit hohem Raumkühlungsbedarf wird dafür das MiraSolaris-Sonnenhaussystem ohne weitere bauliche Veränderungen zusätzlich mit einer elektrischen Wasser/Wasser Wärmepumpe ausgerüstet, die im Bedarfsfall Wärme aus den Geschoßdecken in den Erdspeicher abführt.
Dazu entzieht die Wärmepumpe den Geschoßdecken Energie im Temperaturniveau über 19° Celsius und führt diese auf einem Temperaturniveau von ca. 16° Celsius zurück und erreicht so eine Kühlleistung von bis zu 42 W/m2 Wohnfläche.

Bei dieser Betriebsart ist es möglich, die Wärmepumpe mit einer gleichbleibend hohen Leistungs-effizienz als preiswerte Alternative zur ansonsten energieintensiven Gebäudeklimatisierung zu betreiben und die Räume auf einem angenehmen Temperaturniveau von max. 20° Celsisus zu halten.

Ein im Betonabsorber verlegter Taupunktfühler sorgt dafür, dass durch Kühltemperaturbegrenzung die Gefahr einer Schwitzwasserbildung an Decken und Wänden vermieden wird.

Im Gegensatz zu Klimaanlagen mit der oft als unangenehm empfundenen Gebläseluftkühlung garantiert die Betonkernaktivierung im MiraSolaris-Sonnenhaus nach Bedarf eine ruhige und sanfte Raumklimatisierung an extrem warmen Tagen.