Energieerzeugung zuhause

Wärmeerzeugung (Heizungen)

Wärmeerpumpen

Wärmepumpen sind geschlossene Systeme, die mithilfe von Antriebsenergie thermische Energie erzeugen. Dabei erfolgt eine Umwandlung wie im Wärme-Kraft-Prozess jedoch umgekehrt. Beim Wärme-Kraft-Prozess beginnt der Prozess mit der Einfuhr von Wärmeenergie mit hoher Temperatur nachfolgender Umwandlung in mechanische Arbeit und schlussendlich der Abfuhr der Restenergie mit niedriger Temperatur. Beispiele für diesen Prozess sind z.B. Dampfmaschinen oder Verbrennungsmotoren jeglicher Art. Bei der Wärmepumpe wird mithilfe von Antriebsenergie z.B. Luft aus einem Ort mit niedriger Temperatur aufgenommen und als nutzbare Wärme auf ein zu beheizendes System, häufig die Gebäudeheizung, mit höherer Temperatur übertragen. Vorteile der Wärmepumpen sind, dass sie nicht nur heizen können, sondern auch zur Kühlung verwendet werden können. Dann funktioniert das Prinzip wieder nach dem Wärme-Kraft-Prozess.

Häufig können Wärmepumpen als Aggregate z.B. im Keller installiert werden und müssen nur noch an das bestehende Heizungsnetzwerk des Hauses angeschlossen werden.

Solarthermie

Bei der Solarthermie erfolgt die Umwandlung von Sonnenenergie in thermische Energie (Wärme). Diese Umwandlung erfolgt mittels Konversion in Wärme.

Häufig werden Solarthermiepaneele, ähnlich wie Photovoltaikpaneele, auf das Dach montiert und dann über ein Rohrsystem an das Wärmenetzwerk angeschlossen. Zudem werden Solarthermieanlagen jedoch oft nur zur Warmwasserbereitstellung und eher selten zum direkten Heizen verwendet.

Geothermie

Bei der Geothermie erfolgt die Nutzbarkeitsmachung der Wärmeenergie der Erde durch diverse Apparaturen, die verschieden Tiefe Schichten der Erde abdecken. Dabei unterscheidet man in tiefe sowie oberflächennahe Geothermie:

In Privathaushalten werden häufig nur bodennahe Geothermie, wie die Erdwärmesonde verwendet. Typischerweise werden Erdwärmesonden in Privathaushalten je nach Wärmebedarf in Tiefen zwischen 50 und 300 Metern gelegt. Das Funktionsprinzip besteht darin, dass Erdwärmesonden eine Wärmeträgerflüssigkeit zirkulieren lassen. Häufig erfolgt die Wandlung in nutzbare Wärme mithilfe von Wärmepumpen. Geothermie-Anlagen können auch im Sommer zur Kühlung eingesetzt werden, indem man Wärmeträgerflüssigkeit in niedrige Tiefen pumpt und so das Wasser kühlt.

Brennstoffzelle

Bei Brennstoffzellen erfolgt die Umwandlung von chemischer in elektrische Energie. Es handelt sich dabei um eine galvanische Zelle. Die Umwandlung der Energie durch die galvanische Zelle erfolgt durch die Verbrennung von Brennstoff, meistens Wasserstoff, zusammen mit einem Oxidationsmittel, meistens reiner Sauerstoff. Dabei erfolgt die direkte Umwandlung der Energie des Wasserstoffs in Elektrizität, wobei auch Wärme entsteht. Diese Wärme kann anschliessend zum Heizen verwendet werden

Die Installation erfolgt meistens durch Montage des Brennstoffzellenblocks zusammen mit Speichern für Brennstoff sowie Oxidationsmittel. Das System kann an bereits bestehende Heizungsnetzwerke angeschlossen werden. Brennstoffzellen werden allgemein gefördert wie z.B. durch die Europäische Union. Nachteile sind die heute noch hohen Montagekosten. Die Betriebskosten halten sich andererseits aufgrund der hohen Energieeffizienz und dem möglichen Einspeisen von Restwärme verhältnismässig gering.

Stromerzeugung zuhause

Photovoltaik

Bei der Solarthermie erfolgt die Umwandlung von Sonnenlicht in elektrische Energie. Das Funktionsprinzip ist dasselbe wie bei der Solarthermie, nur dass keine Konversion stattfindet. Dabei nutzt man die Fähigkeit bestimmter Materialien, um Sonnenenergie direkt in elektrische Energie umzuwandeln. Die Montage erfolgt wie bei der Solarthermie in Form von Modulen auf dem Dach. Anschliessend können die Paneele an das hauseigene Stromnetz angeschlossen werden. Empfohlen ist die Installation von Batterien, damit die Energie zwischengespeichert werden kann.

Windkraft

Bei der Windkraft erfolgt die Umwandlung von Windkraft in elektrische Energie mithilfe von Generatoren. Windkraftanlagen sind für Private eher ungeeignet, da sie heute noch teuer und schlecht zu montieren sind, ausser einem riesigen Garten ist vorhanden. Auch sind Windkraftwerke in der Schweiz allgemein eine Seltenheit, was durch Argumente wie «Verschandelung der Umwelt» etc. begründet wird.

Geothermie

Die Geothermie kann auch zur Stromerzeugung verwendet werden. Dabei erfolgt die Umwandlung der thermischen Energie durch z.B. thermoelektrische Generatoren in Strom.

Jedoch ist es selten, dass solche Anlagen in Privathaushalte eingebaut werden, da diese noch teuer sind. Man beschränkt sich also bei der Geothermie im privaten Sektor heute noch eher auf die Wärmegewinnung.

Brennstoffzelle

Die elektrische Energie, die durch Brennstoffzellen erzeugt wird, kann auch genutzt werden. Sie kann direkt ins hauseigene Netz eingespeist werden.

Wie auch die Restwärme, kann auch mögliche Restenergie gut ins allgemeine Netz eingespeist werden.

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