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2000 Watt-Gesellschaft

Eine nachhaltige Gesellschaft deckt die heutigen Bedürfnisse ohne die Möglichkeiten künftiger Generationen zu schmälern. Die Schweiz (ca. 6000 Watt) und viele Teile der industrialisierten Welt entsprechen bei Weitem nicht dieser Vorgabe. Wir alle leben auf Kosten unserer Nachkommen.

Eine hypothetische Gesellschaft, in der pro Kopf ein mittlerer Leistungsbedarf von 2000 Watt verzeichnet wird nennt man 2000 Watt-Gesellschaft. Das Konzept wurde an der ETHZ (Eidgenössische Technische Hochschule Zürich) entworfen. 2000 Watt Leistungsbedarf werden in diesem Modell als tolerierbar für das Ökosystem Erde angesehen.

Der Weg zur 2000-Watt-Gesellschaft führt nach diesem Modell auf drei gleichzeitig einzuschlagenden Wegen zum Ziel:

1. Erhöhung der Umwandlungseffizienz von Primärenergie zu Nutzenergie
2. Verringerung des Bedarfs an Nutzenergie,
also des Bedarfs an Licht, Wärme, Kraft.
3. Vollständige Umstrukturierung der heutigen Energieversorgungssysteme

(Dabei ist der gesamte Energiebedarf gemeint, der auch die sogenannte graue Energie mit einschließt. Diese ist in Produkten "enthalten", weil sie zu deren Herstellung, Verarbeitung und zum Transport benötigt wurde)

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BHKW

Eine Abkürzung für Blockheizkraftwerk. Mit diesem Namen werden Geräte bezeichnet mit denen gleichzeitig Wärme und Strom produziert werden (auch als Wärme-Kraft-Kopplung bezeichnet).

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Brennstoffzelle

Mit einer Brennstoffzelle wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt. In der klassischen Wasserstoff-Sauerstoff-Brennstoffzelle wird Wasserstoff mit Sauerstoff oxidiert, wobei elektrischer Strom produziert wird. Als Abfallprodukt entsteht Wasser.

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CO2-Ausstoss

Kohlenstoffdioxid entsteht vor allem bei der Verbrennung von fossilen, kohlenstoffhaltigen Brennstoffen. Weltweit enstehen so rund 36 Mrd. Tonnen Kohlendioxid die in die Atmosphäre entweichen, und damit stark zur globalen Erderwärmung beitragen (Treibhauseffekt).

Der CO2-Ausstoss beträgt heute pro Person 4t-a. Das entspricht - basierend auf einer fossilen Energieversorgung - 1800W pro Person. Um den Klimawandel zu stoppen, muss der CO2-Ausstoss unter 1t-a liegen, was einer Dauerleistung von lediglich 500 Watt entspricht. Um unseren bestehenden Wohlstand und das wirtschaftliche Wachstum zu halten, sind jedoch 2000 Watt notwendig. Die Lücke von 1500 Watt pro Person muss somit mit erneuerbaren Energien gedeckt werden.

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Endenergie

Endenergie ist die dem Gebäude zugeführte Energie in Form von Öl, Gas, Fernwärme, Elektrizität sowie am Standort selbst produzierte und genutze Energie.

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Energie

Ursprünglich geht der Begriff Energie auf das griechische "energeia" zurück. Ein Wort dass erstmals beim antiken Philosophen Aristoteles (344 -322 v.Chr.) auftaucht. "energeia" steht bei Aristoteles für den göttlichen Geist oder die Wirksamkeit, die dem bloss Möglichen zur Wirklichkeit verhilft. Für Aristoteles ist alles Geschehen der Übergang aus den Zustand des Möglichen in den der Wirklichkeit und Wirksamkeit.

Die Energie kann auch als Menge verstanden werden, die aussagt, wieviel Öl, Holz oder eben Strom (elektrische Energie) verbraucht wurde. Die Energie wird in Joule [J] oder in Kilowattstunden [kWh] angegeben.

Energie = Leistung x Zeit

Mit 1 kWh kann ein Mittagessen für vier Personen auf einem Elektroherd zubereitet werden. Es ist die Energiemenge, welche ein Gerät mit einer konstanten Leistung von 1 Kilowatt (1kW) während einer Stunde (1 h) bezieht.
Der Mensch «leistet» pro Stunde in Ruhestellung rund 100 Watt, d.h. diese Leistung wird aus chemischer Energie (Nahrung) in Wärme und ein wenig Kraft umgewandelt. Auf einen Tag hochgerechnet ergibt dies 2,4 kWh oder 8640 kJ ( » 2000 kcal).
1 kWh = 3 600 000 Joule = 3600 kJ
1 kcal = 4,186 kJ

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Energiebezugsfläche (EBF)

Die Summe aller Gebäudeflächen in [m2], welche beheizt oder klimatisiert werden.

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Energiekennzahl (EKZ)

Unter der Energiekennzahl versteht man die gesamte in einem Gebäude verbrauchte Endenergie [in kWh] bezogen auf die EBF [in m2].
Die Energiekennzahl wird in der Regel in [kWh/m2-a] angegeben, kann aber auch mit dem Faktor 3.6 in [MJ/m2-a] umgerechnet werden.

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Gebäude-Energieausweis der Kantone (GEAK))

Der zukünftige (freiwillige) Energieausweis (EA) der Kantone klassifiziert ein Gebäude hinsichtlich seiner energetischen Qualität. Er hat die Form einer Energieetikette, ähnliche jerjenigen von Geräten (Kühlschränke, Waschmaschinen). Im Unterschied zu der Auswertung im Energie-Spiegel wird der Energieausweis einmalig ausgestellt (für max. 10 Jahre). Eine kontinuierliche Kontrolle ist nicht vorgesehen. Zudem wird der EA meist nicht nach dem effektiven Energieverbrauch erstellt, sondern nach dem berechneten Energiebdarf eines Gebäudes.

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Graue Energie

Nebst der direkt verbrauchten Energie ist ein Haushalt auch für indirekt verbrauchte Energie verantwortlich.
Nahrungsmittel und Vebrauchsgegenstände verursachen einen Energieaufwand für Herstellung, Verpackung, Lagerung und Transport. Auch Dienstleistungen, die in Anspruch genommen werden, sind mit einem Energieaufwand verbunden. Diese sogenannte «graue Energie» kann beträchtlich sein.
Mit jedem Franken, den wir im Haushalt ausgeben, ist im Durchschnitt ein Verbrauch von etwa 1,2 kWh an «grauer Energie» verbunden. Je nach Gütern oder Dienstleistungen sind die Unterschiede jedoch sehr gross. So verursacht z.B. eine Flugreise in die USA pro Person einen Energieaufwand von rund 10 000 kWh.
 

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Heizgradtage (HGT)

Die Heizgradtage sind die über eine bestimmte Periode gebildete Summe der täglich ermittelten Differenzen zwischen der Raumtemperatur und der mittleren Aussentemperatur aller Heiztage dieser Periode.
Die HGT werden meist mit der Zusatzbezeichnung 20/12 angegeben. Dies bedeutet, dass einerseits als Raumtemperatur 20 Grad angenommen werden und andererseits nur die Tage in die Berechnung aufgenommen werden an denen die mittl. Tagestemperatur kleiner gleich 12 Grad sind.

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Heiztage

Heiztage sind die Tage einer Periode, bei denen die mittlere Aussentemperatur unter der Raumtemperatur liegt.

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Heizwert

Energiemenge, welche bei vollständiger Verbrennung eines Energieträgers frei gesetzt wird [BFE, 2001]. Spricht man vom Brennwert (oberer Heizwert), wird zusätzlich die Kondensationswärme des bei der Verbrennung entstandenen Wasserdampfes energetisch genutzt.

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Leistung

Die elektrische Leistung, welche in Watt [W] gemessen wird, drückt die pro Zeiteinheit «verbrauchte» Energie aus. Damit wird über die Leistungsfähigkeit eines Gerätes etwas ausgesagt.

Leistung = Strom [A] x Spannung [V] 
Leistung = Energie / Zeit

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Minergie

Minergie ist ein Qualitätslabel für einen modernen Gebäudestandart.
siehe www.minergie.ch

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Photovoltaik

Die direkte Umwandlung von Sonnenenergie in Elektrizität mit Solarzellen (Photovoltaik) ist eine der aussichtsreichsten Optionen, langfristig von umweltbelastenden Energieträgern wegzukommen.
Solarzellenanlagen sind einfach aufgebaut, ohne bewegliche Teile, praktisch wartungsfrei und damit äusserst langlebig. Im Vergleich zu anderen Energiegewinnungsanlagen sind Solarzellenanlagen immer gut sichtbar: weil die Sonnenstrahlung eine kleine Energiedichte aufweist, benötigen sie relativ grosse, der Sonne ausgesetzte Flächen. Deshalb spielen Aspekte der Ästhetik und der Eingliederung in bestehende Strukturen bei Photovoltaikanlagen eine wichtige Rolle.
 

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Primärenergie

Energieform die noch nicht umgewandelt und transportiert worden ist. Beispielsweise ungefördertes Rohöl, Erdgas, Uran oder Kohle oder stehendes Holz, Sonnenstrahlung, Wind etc.

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U-Wert

Der U-Wert gibt den Wärmedurchgangswert für ein Bauteil - z.B. eine Wand, ein Fenster oder eine Türe - an.

Ein U-Wert von 1 Watt pro Kelvin und Quadratmeter (1 W/(K * m2) )besagt, daß pro Grad Temperaturdifferenz zwischen Innen- und Außenseite eines Bauteils eine Wärmeleistung von 1 Watt fließt.

Beispiel: Welche Wärmeleistung geht durch eine Fensterfront mit 15 Quadratmetern (2.5 Meter Höhe, 6 Meter Länge) verloren, wenn innen 20 Grad Celsius erwünscht sind und die Außentemperatur bei -10 Grad liegt?

15 m2 * 1 Watt/(K* m2) * 30 K = 450 Watt

Dies entspricht dem Einsatz von modernen Standardfenstern mit Doppelverglasung und Infrarot-Sperrschicht. Bei einer Einfachverglasung läge der U-Wert bei etwa 5, was einer Verlustleistung von 2250 Watt entspricht!

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Umwälzpumpe

Eine Umwälz-, Heizungs- oder Zirkulationspumpe ist in jeder Heizungsnetz eingebaut. In Radiatoren-. oder Bodenheizungen wird damit das warme Wasser in der Leitung umgewälzt.

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Wärmepumpe

Eine Wärmepumpe pumpt Wärme aus der Umgebung (Boden, Luft oder Grundwasser) auf ein höheres nutzbares Temperaturniveau.

Funktion
Mit Hilfe eines Verdichters, wird ein Kltemittel auf einen höheren Druck komprimiert, wobei es sich erwärmt. Die beim nachfolgenden Enthitzen und Verflüssigen des Kältemittels freigesetzte Energie wird in einem Wärmetauscher auf den Heizkreis übertragen. Das Kältemittel wird anschließend an einem Expansionsventil entspannt und es kühlt sich wieder ab. Das kalte Kältemittel wird dem Verdampfer zugeführt und mit der Umgebungswärme wieder in den gasförmigen Zustand gebracht.

In der Schweiz beträgt der Marktanteil bei Neubauten rund 75 %. Die spez. Kosten für die Heizwärme betragen mit einer Erdwärme nutzenden Wärmepumpe 3,9 Rp/kWh, während eine konventionelle Ölheizung mit spez. Kosten von 7,9 Rp./kWh zu veranschlagen ist.

proteco luzern, ökonomie und ökologie im gleichgewicht ...