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Smart-Grid – einfach selbstregelnd

11/21/2016

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Das Abpuffern der schwankenden Stromproduktion aus Sonne und Wind und die steigende dezentrale Produktion forciert die Entwicklung des Stromnetzes hin zum mitdenkenden Smart-Grid.

Der Ausbau erneuerbarer Energie bringt auch Probleme mit sich. Das Stromnetz muss mit größeren Schwankungen fertig werden. Denn schiebt sich eine Wolkenfront vor die Sonne, liefern die Photovoltaikanlagen plötzlich weniger Strom. Und wenn ein Sturm aufzieht, erhöht sich schlagartig die Stromproduktion in den Windparks und beginnt zu schwanken.

Studie über neues Konzept
Forscher des Max-Planck-Instituts für Dynamik und Selbstorganisation haben nachgewiesen, dass intelligente Stromzähler (Smart-Meter) die Nachfrage dezentral und selbstorganisiert mit dem Stromangebot abstimmen können. Der intelligente Stromzähler, soll dazu den Verbrauch abhängig vom Angebot regeln und Elektrogeräte im Haus entsprechend an- und abschalten. Liefern Wind und Sonne viel Energie, sollen zum Beispiel Kühlaggregate in Rechenzentren und Lagerhäusern, Kühlschränke daheim oder Ladegeräte für Elektroautos hochgefahren werden. Herrscht Flaute, sollen sie vorübergehend in den Ruhezustand gehen.

Die Studie zeigte auf, dass die Smart-Meter nicht sofort reagieren müssen, weil sich kleinere Frequenzschwankungen des Stromnetzes oftmals innerhalb weniger Sekunden oder in Sekundenbruchteilen selbst ausbalancieren können. Bei größeren Schwankungen wiederum ist eine solche Verzögerung sogar sinnvoll. So ist es ideal, wenn die Smart-Meter erst reagieren wenn die Frequenzwerte über einige Sekunden instabil ist und dann regulierend eingreifen und den Verbrauch entsprechend anpassen. Voraussetzung dafür ist natürlich, dass stets genügend Smart-Meter und elektrische Geräte aktiviert werden, damit der Einfluss auf das Stromnetz groß genug ist.

Sicherheitsaspekt zentral organisiertes Versorgungsnetz
Ein weiterer Vorteil der dezentralen Steuerung senkt die Gefahr zum potenziellen Angriffsziel für Hacker zu werden. Des Weiteren entfiele der Aufbau einer großen Kommunikationsinfrastruktur, die ansonsten künftig Millionen von Smart-Metern mit den großen Energieversorgern verbinden müsste.
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COMMOD-Haus - das Niedrigenergiehaus das mitwächst

2/25/2015

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Das COMMOD-Haus ist das weltweit erste Modulhaus in Niedrigenergie-Bauweise, das leicht transportier- und montierbar ist und sogar mitwächst.

Egal ob Heimbüro, Pflegefall oder Nachwuchs, man stellt sich einfach ein Modul dazu. Und wenn die Kinder ausziehen, nehmen sie ihr Zimmer gleich mit. Ein effizientes ökologisch gesundes Bausystem auf Basis standardisierter Abmessungen und zukunftsweisender Technik sorgt für nachhaltiges Wohnen zu einem günstigen Preis.

Die COMMOD-Haus GmbH vertreibt eigens entwickelte ökologische Modulhäuser, welche auf Basis von Frachtcontainerrahmen gefertigt werden. Die Häuser werden nach den Wünschen der Kunden produziert und auf der Baustelle innerhalb wenigen Stunden zusammengesetzt. Die Bauzeit kann im Vergleich zu konventionellen, ökologischen Häusern um bis zu 60% reduziert werden. Die standardisierten Bedingungen ermöglichen eine Kontrolle der Qualitätsstandards und eine exakte, termingerechte Produktion. Das COMMOD-Haus ist ab Bestellung in 6 bis 8 Wochen bezugsfertig. Durch die Verwendung von vorgefertigten Bauteilen können die Kosten im Vergleich zu herkömmlichen ökologischen Bauten bis zu 50% reduziert werden. Ebenso revolutionär ist, dass alle verwendeten Materialien und Bauteile nach dem Cradle2Cradle Prinzip wiederverwertbar also zu 100% recycelbar sind.
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Hausfassade "schluckt" CO2

2/2/2015

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Die SolarLeaf-Fassade, die an einem vierstöckigen Wohngebäude im Hamburg (Architekten SPLITTERWERK) realisiert wurde, ist mit einem System ausgestattet, das CO2-Emissionen absorbiert. Dabei werden Mikroalgen gezüchtet, die als erneuerbare Energiequelle Biomasse und Wärme produzieren. Das Umfeld für die Photosynthese wird durch Photo-Bioreaktoren bereitgestellt.

Das System hat drei wesentliche Vorteile:
  • Generierung hochwertiger Biomasse für Energiezwecke oder als Ressource für die Lebensmittel- und die pharmazeutische Industrie (Urban Farming);
  • Erzeugung von solarer Wärmeenergie;
  • Einsatz als dynamische Beschattungsvorrichtung.
Die Züchtung von Mikroalgen in flachpaneelförmigen Photo-Bioreaktoren erfordert keine zusätzliche Flächennutzung und ist von den Witterungsbedingungen weitgehend unabhängig, was die Installation im urbanen Umfeld ermöglicht. Eine Abscheidevorrichtung erntet die Algenbiomasse automatisch. Der zur Ernährung der Algen benötigte Kohlenstoff wird aus einem Verbrennungsvorgang in der Nähe der Fassadenanlagen gewonnen, um einen kurzen Kohlenstoffzyklus zu implementieren. Damit wird verhindert, dass Kohlenstoffemissionen zum Klimawandel beitragen.

Die entwickelten Bio-Reaktoren erfassen außerdem die solare Wärmeenergie mit einer Effizienz von etwa 50 Prozent. Die Wärme wird mittels Wärmetauschern extrahiert, und die Temperaturniveaus der überschüssigen Wärme können durch Einsatz einer Wärmepumpe erhöht werden, um das Gebäude mit Warmwasser zu versorgen oder zu heizen bzw. die Wärme geothermisch zu speichern. 
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Leistungsfelder

10/10/2014

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Als Institut für vernetzte Energieautonomie habe ich mir Ziele gesetzt. Der Wechsel zu erneuerbaren Energien ist ein Wettlauf mit der Zeit - aus ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Gründen. Die Ablösung atomarer und fossiler Energie kann weder über die konventionelle Energiewirtschaft noch über globale Verträge kommen.


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