Solarenergie: Effizientes Recycling für ausgediente Module

Chinesische Forscher der Wuhan University und der Northeastern University in China haben eine neue Methode für das Recycling ausgedienter Solarmodule entwickelt. Dabei handelt es sich um eine Methode, die sowohl energieeffizient ist als auch den steigenden Bedarf nach nachhaltigen Recyclingmethoden beachtet.

Der innovative Prozess basiert auf der Verwendung eines geschmolzenen Gemischs aus Natrium- und Kaliumhydroxid, das die Materialien der Solarmodule effektiv trennt, ohne sie zu beschädigen. Durch diese Methode werden kostbare Materialien wie Silizium und Silber effektiv zurückgewonnen, während gleichzeitig die Umweltbelastung minimiert wird. Dieses Verfahren stellt eine signifikante Verbesserung gegenüber den herkömmlichen Methoden dar, die oft aggressive Chemikalien wie Salpetersäure verwenden.

Die neue Recyclingmethode könnte weitreichende positive Auswirkungen auf die Solarindustrie und die Umwelt haben. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass das Recycling eines Kilogramms Solarmodule mittels dieser Technik die Kohlenstoffemissionen signifikant reduziert und den Energieverbrauch drastisch senkt. Angesichts der weltweit zunehmenden Installation von Solarparks wird die umweltgerechte Entsorgung der ausgemusterten Module immer dringlicher.
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Energieeffizienzklasse: Ein wichtiges Kriterium

Die Energieeffizienzklasse eines Gebäudes ist entscheidend für den Energieverbrauch und beeinflusst damit sowohl die Umweltauswirkungen als auch die laufenden Kosten. Diese Klassen reichen von A+ für sehr effiziente Gebäude bis zu H für die energieintensivsten. Die Klassen A+ bis B kennzeichnen Neubauten mit hohen Standards wie Passivhäusern. Im Energieweis sind sie in grün dargestellt, was auf ihre Nachhaltigkeit hinweist. Unsanierte Gebäude erreichen die Energieeffizienzklasse H, im Energieausweis in roter Farbe dargestellt.

Beim Kauf oder der Anmietung einer Immobilie ist der Blick auf den Energieausweis unverzichtbar. Er enthält detaillierte Informationen über die energetischen Eigenschaften eines Gebäudes und bietet potenziellen Käufern oder Mietern somit eine verlässliche Basis für ihre Entscheidung. Käufer können so zum Beispiel entscheiden, ob sie direkt etwas mehr in ein energieeffizientes Objekt investieren möchten oder ob sie eine alte Immobilie kaufen und in Modernisierungs- und Sanierungsmaßnahmen investieren. Auch Immobilienverkäufer benötigen den Energieausweis, da sie ihn Kauf- oder Mietinteressenten bereits bei der Vermarktung vorlegen müssen.

Die Verbesserung der Energieeffizienz eines Hauses kann durch Maßnahmen wie Dämmung und den Austausch der Heizungsanlage erreicht werden. Durch solche Schritte lassen sich nicht nur der Energieverbrauch und die Kosten reduzieren, sondern es lässt sich auch der Wohnkomfort verbessern. Für Modernisierungen im Hinblick auf die Verbesserung der Energieeffizienz gibt es entsprechende Fördermöglichkeiten.
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Solaranlagen: Diese Probleme bestehen bei Balkon-Kraftwerken

Viele Balkon-Solaranlagen verlieren im Schatten deutlich an Leistung. Das zeigt eine aktuelle Untersuchung der Stiftung Warentest. Von acht geprüften Systemen erzeugte keines bei teilweiser Abdeckung Strom. Lediglich eine Anlage schnitt im Gesamturteil mit „gut“ ab. Probleme gab es nicht nur bei der Leistung unter suboptimalen Bedingungen, sondern auch bei der Neigung der Panels und der Stabilität unter Last, zum Beispiel mit Schnee. Solche Lasten brachten einige Panels zum Brechen.

Ein weiterer Kritikpunkt betrifft die mit den Anlagen verkauften Wechselrichter. Durch diese Geräte, essenziell für die Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom, kam es zu teils gravierende Störungen elektromagnetischer Art, die sogar Funknetze von Polizei und Rettungskräften beeinträchtigen können. In einem Fall wurde das Produkt sogar temporär vom Markt genommen, allerdings ohne Umtauschrecht für die Käufer. Alternativ können betroffene Wechselrichter ausgetauscht werden, was zusätzliche Kosten verursacht.

Trotz der technischen Herausforderungen, die mit Balkon-Solaranlagen verbunden sein können, stellen sie für viele eine zugängliche Option dar, um selbstständig Strom zu produzieren und langfristig Energiekosten zu sparen. Wer sich für eine solche Anlage interessiert, sollte die individuelle Eignung und Effizienz gründlich prüfen und kann den potenziellen Nutzen und die Ersparnisse mithilfe von Online-Simulatoren wie dem „Stecker-Solar-Simulator“ abschätzen.
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Zementinnovation: Weniger CO₂-Ausstoß

Abfälle in ökologischen Zement verwandeln und die Herstellung somit umweltfreundlicher gestalten soll – daran forschen die Universität Trier und mehrere Partner. Das Projekt zielt darauf ab, bergbauliche Abfälle und industrielle Rohstoffe als Ersatz für herkömmlichen Portlandzement zu verwenden. Dadurch könnten die CO₂-Emissionen bei der Zementherstellung signifikant reduziert werden.

Der Geologe Dr. Karlis Kukemilks von der Universität Trier hebt hervor, dass der Einsatz von alternativen Materialien die Energiekosten beim Hausbau senken könnte. Diese neuen Bindemittel könnten im Lehmbau verwendet werden. Außerdem werden Geopolymerzementrezepturen erforscht. Geopolymerzement bietet zahlreiche Vorteile wie eine hohe Säure- und Hitzebeständigkeit. Außerdem werden bei der Verarbeitung keine CO₂-Emissionen erzeugt.

Die Verwendung von Geopolymerzement könnte weitreichende Anwendungen finden, nicht nur im Bauwesen, sondern auch in anderen Branchen wie der Herstellung hitzebeständiger Materialien oder als Ersatz für bestimmte Metalle und Keramiken. Das Projekt der Universität Trier wird von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt gefördert.
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Stadtentwicklung: TU Braunschweig initiiert Zukunftslabore

Um Strategien gegen die Herausforderungen des Klimawandels in städtischen Gebieten zu entwickeln hat die Technische Universität Braunschweig zwei neue „Climate Future Labs“ gestartet – das „Urban Climate Future Lab“ und das Zukunftslabor „Open Planning Cultures. Design Principles for Transformative Spaces“. Diese Zukunftslabore werden innovative Lösungen für klimagerechte Stadtentwicklung erforschen und dabei eng mit anderen Universitäten und externen Partnern zusammenarbeiten.

In den Laboren wird untersucht, wie verschiedene städtische und ländliche Siedlungstypen zum Klimawandel beitragen. Die Forschung zielt darauf ab, transformative Strategien und Modelle zu entwickeln, die nicht nur in Niedersachsen, sondern weltweit in Stadtregionen Anwendung finden können, um die Auswirkungen des Klimawandels zu mindern und die Nachhaltigkeit zu fördern.

Die Projekte haben einen multidisziplinären Ansatz: Sie binden Experten aus den Bereichen Architektur, Stadtplanung, Ingenieurwesen, Umweltwissenschaften und weitere Disziplinen ein. Die Zusammenarbeit mit Städten und Gemeinden, Industrie und Zivilgesellschaft soll sicherstellen, dass die entwickelten Lösungen praxisnah und auf die Bedürfnisse der Menschen abgestimmt sind. Die „Climate Future Labs“ werden aus Mitteln des Programms zukunft.niedersachsen gefördert.
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Wärmepumpen: Heizfunktion wichtiger als Kühlfunktion

Wärmepumpen gewinnen an Beliebtheit als zukunftsfähige Heizsysteme. Oft können sie sowohl heizen als auch kühlen. Peter Kafke von der Verbraucherzentrale betont jedoch, dass der Heizbetrieb oft wichtiger für die Energiebilanz und die Kosten ist als die Kühlfunktion. Eine hohe Jahresarbeitszahl (JAZ), die das Verhältnis von erzeugter Heizwärme zu benötigtem Strom darstellt, sollte daher angestrebt werden.

Es gibt verschiedene Arten von Wärmepumpen, die entweder Luft oder Wasser nutzen. Luft-Luft-Wärmepumpen, die ursprünglich als Klimageräte konzipiert waren, können Raumluft kühlen und Wärme abgeben. Wasserbasierte Systeme, die an einen Wasser-Heizkreislauf angeschlossen sind, können ebenfalls kühlen. Allerdings müssen sie von Herstellern oder Installateuren dafür vorbereitet werden.

Die Betriebskosten und die Kühlleistung variieren stark je nach Wärmepumpentyp und Wärmequelle. Grundwasser- oder Erdreichwärmepumpen bieten eine effiziente passive Kühlung. Das minimiert den Stromverbrauch. Durch die Außenluft-Wasser-Wärmepumpen kann lediglich aktive gekühlt werden. Das erfordert mehr Energie und eine spezielle Anpassung der Systeme, um die Kondensation des Wassers und damit verbundene Probleme wie Schimmel zu vermeiden.
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Heizsysteme: Warum Eigentümer sich über neue Lösungen informieren sollten

Zu einer frühen Investition in ein effizientes Heizsystem rät Sebastian Herkel vom Fraunhofer-Institut ISE Eigentümern von Mehrfamilienhäusern. Sie sollten nicht erst warten, bis ihre Heizungsanlage kaputt geht, sondern sich zeitnah über ihre Optionen informieren. Grund dafür ist, dass bei Immobilien mit Baujahr in den 1960er Jahren zunächst andere Investitionen erforderlich werden können, die dann wiederum bestimmte Technologien ermöglichen.

Möchte ein Eigentümer sein Heizungssystem erneuern, müssen ihm Handwerkern dabei beratend zur Seite zu stehen. Diese Beratungspflicht zielt darauf ab, dass Eigentümer von fachgerechten Empfehlungen profitieren, welche Systeme ihren Bedürfnissen entsprechen und die Energieeffizienz maximieren. Sebastian Herkel fordert hier, dass Handwerker und Energieberater zusammenarbeiten, „am besten im Tandem“.

Die sogenannte „kommunale Wärmeplanung“ – eine planungsverantwortliche Stelle wie zum Beispiel eine Kommune – kann Unterstützung bieten. Sie kann zum Beispiel vorausschauende Maßnahmen treffen, die den Übergang zu nachhaltigeren Heizlösungen erleichtern. Es sei auch wichtig, lokale Gegebenheiten wie Lärmschutzbestimmungen zu berücksichtigen und eventuell einen alternativen Standort für die Wärmepumpe zu finden.
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Wärmepumpen: In Neubauten dominieren sie

2023 wurden 64,6 Prozent der neuen Wohngebäude in Deutschland mit Wärmepumpen als primäre Heizquelle ausgestattet. Dieser Anteil hat sich seit 2014 mehr als verdoppelt. Besonders in Ein- und Zweifamilienhäusern ist der Einsatz von Wärmepumpen mit 68,9 Prozent verbreitet, während in Mehrfamilienhäusern zu 41,1 Prozent diese Technologie genutzt wird. Das geht aus einer Mitteilung des Statistischen Bundesamtes hervor.

Erneuerbare Energiequellen waren 2023 bei 69,3 Prozent der neu errichteten Wohngebäude die Hauptenergiequelle zum Heizen. Dies zeigt eine deutliche Steigerung im Vergleich zu 2014, als der Anteil noch bei 38,5 Prozent lag. Zu den erneuerbaren Heizquellen zählen neben Wärmepumpen beispielsweise auch Pelletheizungen, Solarthermie und Biogas.

Rund 67.900 (80,7 Prozent) der 2023 genehmigten Wohngebäude sollen primär mit erneuerbarer Energie beheizt werden. In den meisten Fällen (76,3 Prozent) sollen dazu Wärmepumpen eingesetzt werden. Der rückläufige Trend bei der Nutzung von Erdgas bei den 2023 genehmigten Wohngebäuden (7,3 Prozent) bestätigt den Wandel hin zu nachhaltigeren Energiequellen.
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Photovoltaik: Anlagen mit Speicher

Photovoltaik-Anlagen mit angeschlossenem Batteriespeicher bieten den entscheidenden Vorteil, dass sie die Unabhängigkeit vom öffentlichen Stromnetz erhöhen. Nutzer können den größten Teil ihres Strombedarfs selbst decken, indem sie tagsüber erzeugten Solarstrom speichern und nach Bedarf nutzen. Dies reduziert nicht nur die Energiekosten erheblich, sondern verbessert auch die Energieeffizienz des Haushalts.

Laut ADAC kostet eine Photovoltaikanlage mit Speicher und einer Leistung von 25 Kilowatt-Peak (kWP) 31.570 Euro. Der finanzielle Aufwand kann jedoch durch staatliche Förderungen deutlich gemindert werden. Diese finanziellen Anreize sind darauf ausgelegt, den Übergang zu erneuerbaren Energien zu unterstützen und machen die Investition in Solaranlagen attraktiver.

Bei Angeboten für eine Solaranlage sollten Interessenten darauf achten, ob die Montage bereits im Preis inbegriffen ist oder nicht. Ist dies nicht der Fall, müssen entsprechende Kosten noch hinzuaddieren. Außerdem müssen auch die Betriebs- und Wartungskosten berücksichtigt werden. Dies betragen zirka ein bis zwei Prozent des Kaufpreises pro Jahr und setzen sich unter anderem aus den Kosten für einen smarten Stromzähler sowie für die Versicherung zusammen.
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Altbauten: Ingenieur entwickelt „Sanierungssprint“

Einen Sanierungssprint, der Altbauten schnell klimaneutral macht, hat der Bauingenieur Ronald Meyer entwickelt. In nur vier Wochen wurde eine Doppelhaushälfte in Hamburg von 1963 auf diese Weise komplett energetisch zum KfW-Effizienzhaus 70 saniert. Dieses Tempo ist möglich durch optimierte Planung und paralleles Arbeiten verschiedener Handwerksbetriebe. Ronald Meyers Methode könnte die Sanierungsrate deutlich erhöhen. Es ist somit ein Modell, das deutschlandweit Schule machen könnte.

Die Vorteile des Sanierungssprints liegen in der gesteigerten Produktivität und der Möglichkeit, mit bestehenden Fachkräften mehr Projekte zu realisieren. Durch das parallele Arbeiten kann der Austausch und der Teamgeist unter den Mitarbeitern verbessert werden. Zusätzlich können durch diese Methode die Kosten für Energiespar-Sanierungen eines Einfamilienhauses um bis zu 20 Prozent gesenkt werden.

Der Sanierungssprint bedarf politischer Unterstützung und aufgeschlossener Hauseigentümer, um flächendeckend implementiert zu werden. Der Ansatz ermöglicht eine schnellere, effiziente Umsetzung der Klimaziele im Baubereich und bietet eine Alternative zur langsamen und kostspieligeren herkömmlichen Sanierungsmethodik. Auftraggeber des „Sanierungssprints“ ist „Agora Energiewende“. Beteiligt sind neben dem Bauingenieurbüros Ronald Meyer unter anderem auch die Deutsche Unternehmensinitiative Energieeffizienz sowie die Universität Stuttgart.
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