Fotowoltaika, magazyn energii i EV. Tak wygląda biuro przyszłości
W Mainz architekt Alexander Maier zamienił stary supermarket w budynek będący jednocześnie domem, a w części również biurem. Dzięki systemowi fotowoltaicznemu i magazynowi energii udało mu się osiągnąć znaczący stopień samowystarczalności energetycznej.
Budynek po supermarkecie w Mainz-Gonsenheim stał pusty przez 13 lat. Kiedy architekt Alexander Maier po raz pierwszy zobaczył budynek z 1968 roku, pomyślał, że byłoby to idealne miejsce na jego biuro.
10 lat później zmienił przeznaczenie budynku ze sprzedaży detalicznej na funkcję biurową i mieszkaniową, i mógł ruszyć z modernizacją. Jego biuro Zeit+Raum przeniosło się do budynku latem 2016 r. Trzy mieszkania, które przy okazji powstały, zostały błyskawicznie wynajęte.
Nie można zobaczyć tego z zewnątrz, jednak budynek, którego bryły nie naruszono, może być książkowym przykładem energetycznej renowacji i zrównoważonego zaopatrzenia w energię.
System fotowoltaiczny na dachu składa się z 76 modułów fotowoltaicznych Panasonic HIT, niewidocznych z poziomu zerowego, które współpracując z magazynem energii zapewniają wysoki poziom autokonsumpcji.
Fot. Panasonic/ Heike Rost/ PV Europe
Alexander Maier pochodzi z rodziny architektów, w której ten zawód uprawia już trzecia generacja. Innowacyjne technologie są jego konikiem, z tego względu zdecydował się na wykorzystanie ich w swoim budynku biurowym.
– Mam do czynienia z horrorem przestarzałego, tradycyjnego myślenia. Skoro możliwe jest, aby budynki same produkowały energię, musimy wdrożyć to w praktyce – komentuje 53-lenti architekt.
Z jego punktu widzenia naturalną częścią całości jest również elektryczna mobilność. Konkretne cele zostały przyjęte już na samym początku planowania. Po pierwsze Maier chciał, aby budynek nie uległ dużej przebudowie. Następnie chciał wprowadzić standard zgodny z wymogami efektywności energetycznej KfW bez mechanicznej wentylacji. Do tego budynek miał produkować więcej energii niż sam zużywa. Ponadto, przyjęto, że wszystkie instalacje zostaną ukryte. – Niewidzialna generacja energii – podsumowuje architekt.
Aby osiągnąć standard efektywności KfW 95, budynek musi zostać ekstremalnie dobrze zaizolowany. Podłoga została odnowiona i wyposażona w płyty izolacyjne o grubości 16 cm. Takiej grubości izolacja została umieszczona również na ścianach, a ponadto na dachu wykorzystano warstwę wełny mineralnej o grubości 30 cm. Zastosowano okna ze współczynnikiem 0.9 W/(m²K).
Cały budynek podzielono na trzy mieszkania i biuro. Dwa mieszkania znajdują się na parterze, a trzecie nad biurem. Powierzchnia mieszkaniowa zajmuje w sumie 400 m2. Powierzchnia znajdującego się częściowo na parterze biura wynosi około 300 m3, w tym 100 m2 to powierzchnia w piwnicy.
Celem było wykorzystanie dostaw energii z sieci w najmniejszym możliwym stopniu, w zamian wykorzystując możliwie najwięcej energii odnawialnej.
Fot. Panasonic/ Heike Rost/ PV Europe
Dlatego Maier skorzystał z pomocy firmy Sonnenkönig z Nieder-Olm, aby zainstalować system fotowoltaiczny na płaskim dachu, który jest złożony z modułów Panasonic HIT o mocy 18,62 kWp. 76 modułów umieszczono w orientacji wschód-zachód, przy nachyleniu 10 stopni.
– Wykorzystałem moduły HIT, ponieważ szukałem maksymalnej wydajności – komentuje. – Mają specjalną technologię ogniw, w której monokrystaliczna płytka jest otoczona ultracienką warstwą amorficzną, czyniąc moduł bardziej efektywnym od konwencjonalnych modułów krystalicznych. Ulokowane na dachu i ukryte za murem, są widoczne jedynie z drugiej strony ulicy i tylko, jeśli przyjrzeć się dokładnie.
System fotowoltaiczny został włączony w ubiegłym roku i produkuje rocznie około 20 MWh energii elektrycznej. Biuro architektoniczne konsumuje około 12 MWh energii, która jest zużywana na klimatyzację, oświetlenie LED i systemy IT. Oznacza to nadwyżkę na poziomie 8 MWh.
Ponieważ Maier chciał wykorzystać tak dużo energii słonecznej jak to możliwe, zdecydował się na instalację magazynu energii Powerwall o pojemności 6,4 kWh. Połączenie fotowoltaiki i magazynu przełożyło się w okresie 12 miesięcy do maja br. na osiągnięcie samowystarczalności na poziomie 57 proc.
W celu zapewnienia ogrzewania Maier zdecydował się na instalację kogeneracyjną Stirlinga o mocy 25 kWt i 1 kWe. Architekt zainstalował jednocześnie pompę ciepła do ogrzewania i chłodzenia. – Włączamy ją latem, kiedy możemy wykorzystać ją do chłodzenia biur. W ten sposób możemy wykorzystywać więcej energii w lecie, kiedy system fotowoltaiczny pracuje najwydajniej.
Całkowita konsumpcja energii wnosi około 14 MWh rocznie, ponieważ Maier jeździ elektryczną Teslą. W tym wypadku również przekonał się do innowacyjnej technologii, zaprojektowanej, aby silnik benzynowy stał się przeszłością. Przejechanie 100 km kosztuje go 2,2 euro, podczas gdy za taką samą podróż samochodem spalinowym zapłaciłby 10,4 euro. Przed budynkiem zainstalował dwie stacje ładowania, w ten sposób robiąc miejsce również dla klientów.
Jako fan nowych technologii Maier zainstalował również inteligentne oprogramowanie. Może je wykorzystywać, aby kontrolować oświetlenie LED, muzykę, system HVAC, a także do monitoringu zużycia energii.
Fot. Panasonic/ Heike Rost/ PV Europe
Do tej pory, po roku użytkowania nowego budynku z zaawansowanym systemem energetycznym, jego doświadczenia są zdecydowanie pozytywne. Dlatego Maier przymierza się do wprowadzenia nowych rozwiązań. Chce zwiększyć moc instalacji fotowoltaicznej do 50 kW. Ma do tego wystarczającą powierzchnię na dachu.
Do tego chce dokupić dwa magazyny energii, aby w ten sposób zwiększyć pojemność magazynowania do 38,7 kWh.
Ponadto chce zainstalować dodatkowe 4 stacje ładowania samochodów elektrycznych, ponieważ zamierza zamienić auta firmowe na elektryczne. Do końca 2018 r. przewiduje zakup trzech EV.
Do tego chce zaopatrywać w ciepło budynek znajdujący się obok, który również należy do niego, poprzez stworzony w tym celu system ciepłowniczy.
– Sprawa energii stała się dla mnie filozofią życiową – komentuje Alexander Maier.
Udało mu się zintegrować poszczególne systemy energetyczne i jest zadowolony zwłaszcza z faktu, że dokonał tego zachowując ich „niewidzialność”.
Prawa zastrzeżone: www.pveurope.eu / opublikowano pierwotnie 25 sierpnia 2017 r.
Przetłumaczono i wykorzystano przez Gramwzielone.pl za zgodą redakcji „PV Europe”.
