Ein Gebäude, das denken und handeln kann

Text: Wolfgang Frey

Smart: Ein Gebäude, das denken und handeln kann? Genau das wollen wir. Deswegen entwickeln wir interdisziplinäre Lösungen für den nachhaltigen Umgang mit Energie für die Städte von morgen.

Green: DAbei stürzen wir uns auf die Kraft der Sonne. Die Energie wird durch gebäudeintegrierte Hochleistungs-Photovoltaik Module eingefangen und für vielfältige Weiterverwendung in einer Lithium-Ionen-Batterie mit Megawatt-Speicherkapazität bereitgestellt. Die Vanadium-Redox-Flow-Batterie kann noch mehr: sie kann die gespeicherte Energie innerhalb weniger Minuten in das Versorgungsnetz einspeisen, zur Netzstabilisierung dienen und die Primärenergieversorgung eines ganzen Stadtteils unterstützen.

Tower: Ein Turm bietet Räumlichkeiten zum Leben, Wohnen und Arbeiten. Doch Funktionalität kommt in unterschiedlichen Formen und Farben. Dem architektonischen Gestaltungswillen sind keine Grenzen
gesetzt.

Der Smart Green Tower erhält eine aktive Gebäudehülle aus Glas/Glas-Photovoltaik-Modulen mit Hochleistungszellen. Aus diesem Grund weichen Frey Architekten bewusst von gängiger Standard- Architekturästhetik ab und setzen auf ein Gebäude, dessen äußere Erscheinung die energetische Gesamtkonzeption sichtbar werden lässt.

Im Freiburger Pilotprojekt werden die Photovoltaikzellen von der dort ansässigen Firma SI Module geliefert. Die PV-Module bestehen aus monokristallinen Perc-Zellen mit multi Busbar-Technologie der neusten Generation und erreichen eine Zelleffizienz von über 21 Prozent. Die PV-Fassade dient einerseits als Verschattung zur Reduzierung des solaren Wärmeeintrags und schafft andererseits eine Energie-Gebäudehülle, die über eine viertel Million kWh erneuerbaren Stroms am und durch das Gebäude selbst erzeugt.

Der jährliche CO2-Austoß wird um über 160 Tonnen reduziert. Zur optimalen Integration der Fassadengestaltung wird hierfür ein neuartiges Verschaltungssystem mit Leistungsoptimierern entwickelt. Diese Elektrifizierung zukünftiger Gebäude trägt enorm zum Klimaschutz und der Reinhaltung unserer Städte bei.

Smart Grid

Der Smart Green Tower soll als Nukleus eines Smart Green Districts dienen, der durch die Einbindung bestehender und neuer Gebäude, mit jeweils eigenen regenerativen Erzeugern unte Inanspruchnahme des integrierten Großspeichers entsteht. Ein wesentliches Ziel ist es dabei, eine aus energetischer und wirtschaftlicher Sicht optimierte lokale Energieversorgung auf Stadtteilebene zu
entwerfen und in Folgeprojekten umzusetzen.

In künftigen Stromnetzen wird es wichtig sein, die nachhaltig erzeugte Energie nicht nur effizient zu nutzen, sondern sie dann zu verbrauchen, wenn sie reichlich und kostengünstig zur Verfügung steht. Umgekehrt sollte bei geringem Angebot an erneuerbarer Energie der Strombezug durch gezieltes Abschalten flexibler Verbraucher reduziert und der Restbedarf möglichst aus dem Batteriespeicher
bedient werden.

Über den Batteriespeicher des Smart Green Tower können Lastspitzen geglättet werden. Lastspitzen entstehen in der Regel in der Mittags- und Abendzeit (u.a. wenn Bewohner ihre Küche nutzen). Die Aufrechterhaltung dieser zeitlich kurzen, enormen Energienachfrage ist mit hohem Aufwand und hohen Kosten verbunden. Die Einspeisung der Energie des Smart Green Towers aus der eigenen Batterie glättet die Lastspitzen, wodurch die Netze entlastet und die Netzstabilität verbessert wird.

Aquaponik

Als weiteres Highlight wird eine Aquaponik-Anlage integriert. Hierbei wird die Abwärme der Speicherbatterien genutzt, um ein Wasserbecken in einem Gewächshaus mit Nutzpflanzen aufzuheizen. Auf diese Weise wird die Aufzucht von Fischen und die Kultivierung von Nutzpflanzen in einer Symbiose verbunden. Gleichzeitig wird die Batterie effizient gekühlt. Auch die Pumpen zur
automatischen Bewirtschaftung werden über die Energie der Solaranlage gespeist.

Bei der Aquaponik-Anlage handelt es sich um einen geschlossenen Wasser- und Nährstoffkreislauf. Aufgrund des Gewächshaus-Charakters kann Aquaponik klima- Und somit ortsunabhängig installiert werden. Auf diese Weise entsteht ein Upgrade des Urban Farmings.

Dieses System ist ein aktiver Bestandteil der Nachhaltigkeitsstrategie des Gesamtkonzeptes. Betrieben und überwacht kann die Bepflanzungsanlage durch Bewohner mit Handicap, die im Smart Green Tower oder in der unmittelbaren Umgebung wohnen. Würdige Arbeitsplätze für Menschen mit Behinderungen werden dadurch ermöglicht.