FH Bielefeld
University of
Applied Sciences

Die Relevanz von Dreh-Solarhäusern zur nachhaltigen Strom- und Wärmeerzeugung

Masterarbeit Julia Schönebeck /07.2018 - Studiengang Integrales Bauen - Vertiefung PM Bau - FH Bielefeld/FB 2

Die Notwendigkeit einer nachhaltigen, zukunftsorientierten Entwicklung ist unumstritten, wenn das Leben auf der Erde auch für kommende Generationen gesichert werden soll. Als problematisch stellt sich hierbei nicht nur die Endlichkeit und die Beschaffung von Energiequellen dar, sondern auch die mit der Energiegewinnung verbundenen Emissionen. Die Ziele und Strategien auf dem Weg in eine ‚grüne‘ Zukunft sind stets mit dem Begriff der Nachhaltigkeit verbunden, mit dem ein verantwortungsbewusster Umgang sowohl mit den endlichen Ressourcen als auch mit den regenerativen Energieträgern beschrieben wird. Dazu zählen die Reduzierung des Energieverbrauchs und die Steigerung der Energieeffizienz.

Erneuerbare Energieträger sind die Perspektive für eine sichere Energieversorgung in der Zukunft: Sie stehen unendlich für die Produktion von Strom und Wärme zur Verfügung. Konkret kann die Energie der solaren Strahlung durch Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen genutzt werden, um Gebäude mit Strom und Wärme zu versorgen. Diese Techniken werden auch bei einem weniger bekannten Gebäudetyp angewendet, den sogenannten Dreh-Solarhäusern. Dreh-Solarhäuser können sich im Verlauf des Tages drehen, um die mit Photovoltaikmodulen und Solarkollektoren ausgestatteten Gebäudehüllflächen entsprechend des Sonnenstandes auszurichten, in der Absicht, eine höhere solare Energieausbeute zu erzielen. Die vorliegende Arbeit versucht zu klären, weshalb die energetisch sehr effizienten Dreh-Solarhäuser eine Ausnahmeerscheinung sind. Basierend auf der Analyse von drei Beispielobjekten werden Handlungsempfehlungen für die Optimierung von Dreh-Solarhäusern entwickelt.

Die Drehbarkeit liegt im Fokus des Gebäudekonzepts eines Dreh-Solarhauses. Eine einwandfreie Funktion sollte durch den Drehkranz und die Drehtechnik gewährleistet werden. Dies ist einer der zentralen Aspekte einer gelungenen Planung. Dazu zählen unter anderem auch eine an das Konzept angepasste Architektur und die Abstimmung der gebäudetechnischen Anlagen. Durch Speichereinheiten und innovative Haustechnik können die solaren Systeme, die im Idealfall anhand des Strom- und Wärmebedarfs optimal dimensioniert wurden, effizient genutzt werden. Ein nutzerfreundlicher Betrieb von Drehmechanismus und Gebäudetechnik steigert die Nutzerzufriedenheit und kann einen energiesparenden Umgang gewährleisten.

Während die Drehbarkeit zu einer schnellen Amortisation der Anschaffungskosten für Photovoltaik und Solarthermie beiträgt, rechnet sich die Drehtechnik selbst erst sehr spät. Für einen funktionsfähigen Drehkranz und eine darauf abgestimmte Gebäudekonstruktion entstehen hohe Mehrkosten. Deren Reduzierung ist nur bedingt möglich und geht zumeist mit einer eingeschränkten Funktionalität einher. Die hohen Kosten von Dreh-Solarhäusern sind der Grund für den Status als Ausnahmeerscheinung. Trotzdem zeigt das Gebäudekonzept eine zukunftsweisende Perspektive für eine nachhaltige und effiziente Entwicklung in der Baubranche auf, die zusätzlich eine Vorbildfunktion in der Gesellschaft übernimmt.

Kontakt: julia.schoenebeck@web.de

Erstprüfer: Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schramm
Zweitprüferin: Dipl.-Ing. Dagmar Kulschewski, nova solartechnik GmbH, Rietberg