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28.03.2014 | 10:10 | Free Energy 

Vom Windrad in der Baumkrone bis zu Solarpaneelen als Gebäudefassade – alternative Energiegewinnung und Ansätze zur dezentralen Stromversorgung

"Wenn wir an tausend kleinen Stellen Strom verbrauchen, müssen wir ihn auch an tausend kleinen Stellen produzieren." – Mit dieser Vision entwickelt der Freiburger Architekt Wolfgang Frey in seiner Initiative Free Energy alternative Ansätze zur Energiegewinnung: Windräder auf dem Hausdach und in der Baumkrone, Stromerzeugung durch die Abwärtsbewegung von Fahrstühlen und die anschließende Speicherung von kleinen Strommengen in Batterien.

Green City Tower
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Green City Tower (c) Architekten Frey

Spannende Ansätze, die Ideen für die Zukunft der Energieversorgung in ganz Deutschland liefern könnten. Proplanta sprach mit Wolfgang Frey im Interview über seine Projekte.

Das Grundproblem der deutschen Energiewirtschaft



Das Grundproblem der Energieversorgung in Deutschland ist Folgendes: Auch wenn inzwischen deutschlandweit zu Land wie zu Wasser viele Windkraft- und Solaranlagen grünen Strom erzeugen, so geht dennoch täglich eine große Menge des erzeugten Stroms ungenutzt verloren. Grund hierfür sind die langen Transportwege in Stromleitungen sowie die Spannungsgrenze von 220 Volt, die erst einmal überwunden werden muss, um Strom ins Netz einzuspeisen. Das heißt: Erzeugt ein Windrad oder eine Solaranlage Strom von auch nur knapp unter 220 Volt, so geht die komplette Energie ungenutzt verloren, da sie nicht gegen den Druck aus dem Netz ankommt.

Alternative Energiegewinnung: Strom aus der Baumkrone und vom Strommasten



Dadurch kam Wolfgang Frey auf die Idee einer dezentralen Stromversorgung: Strom müsste nicht mehr lange durch Leitungen transportiert werden, in denen der Energieverlust bei bis zu 60% liegt, sondern sollte direkt dort verbraucht werden, wo er erzeugt wird. "Stromleitungen sind riesige Energievernichtungssysteme", so Frey im Interview. Er experimentierte im Jahr 2011 mit einem kleinen Windrädchen in der Baumkrone. Da ein Baum nicht als Bauwerk gilt, durfte er ohne Genehmigung in einer Baumkrone in 30 Metern Höhe ein Windrad installieren, um damit die Haushalte in der nahen Umgebung mit Strom zu versorgen. Und: es funktionierte!

Das Mini-Windrad produzierte rund 5,5 kw/h und hätte damit zwei bis drei Familien im Jahr mit grünem Strom aus der unmittelbaren Umgebung versorgen können. Das Naturschutzamt machte ihm aber ob des Artenschutzes einen Strich durch die Rechnung, wonach Frey sein Projekt einstellen musste.

 
Mini-Windrad auf StrommastBild vergrößern
Mini-Windrad auf einem Strommast liefert Energie für 2-3 Familien im Jahr.
Die nächste kreative Idee aber folge auf dem Fuße und als Fundament für Freys Windräder fungierten danach Strommasten. Davon stehen in der Bundesrepublik rund 500.000 in der Landschaft herum, auf denen zudem Richtantennen, Handyumsetzer und Funkmasten installiert sind. Warum also sollte man darauf nicht auch ein Windrad installieren können?

Große Energieversorgungsunternehmen waren anfangs hellauf begeistert von der Idee des Freiburgers; als es an die rechtlichen und statischen Anforderungen der Masten ging, zogen sich die Unternehmen jedoch zurück. Sie befürchteten wohl neue Rechtsanforderungen an die Standsicherheit, die sie alle zur Erneuerung der Strommasten und damit zu einem riesigen finanziellen Unterfangen zwingen würden. Also war auch dieses Projekt zum Scheitern verurteilt. Dass es aber funktionieren würde und funktioniert, zeigt bis heute das Windrad auf dem Strommasten, das Frey aus eigener Tasche auf dem Freiburger Messegelände errichtet hat. Das Mini-Windrad produziert dort tagtäglich Strom und dient aktuell als Ausstellungsstück für Besucher.

Das Greenhouse in Freiburg: Eigenstromversorgung par excellence



Immer noch der Mission verfallen, an vielen kleinen Stellen Energie zu erzeugen und sie direkt am Ort der Produktion zu nutzen, konzentriert sich die Initiative Free Energy rund um Wolfgang Frey heute mit ökologischen Gebäuden und der Stadtentwicklung. Im Jahr 2012 haben die Architekten Frey mit Siemens Deutschland zusammen das Greenhouse im Freiburger Stadtteil Rieselfeld gebaut: ein Wohn- und Geschäftshaus, das "allen sozialen, ökologischen und ökonomischen Anforderungen gerecht wird". Das Gebäude erzeugt durch Windkraft, Geothermie und Solaranlagen Strom und wirtschaftet damit nachhaltig: an der Fassade des Gebäudes sind Solarpaneele angebracht, auf dem Dach sind vier kleine Windräder installiert und die kinetische Energie bei der Abwärtsbewegung des Fahrstuhls wird in elektrische Energie umgewandelt und direkt vor Ort genutzt.

 
Greenhouse FreiburgBild vergrößern
Das Greenhous in Freiburg
Die Warmwasserversorgung im Gebäude wird durch die geothermische Aktivierung des Erdreichs sichergestellt. Frey selbst hat seine Büroräume in diesem Gebäude und berichtet von der Rentabilität seiner nachhaltigen Form der Energieversorgung: "Ich kann meinen Bewohnern Strom zum gleichen Preis wie die regionalen Versorger anbieten. Ich mache zwar keine Gewinne, aber diese tröpfchenweise Form der Energieerzeugung rentiert sich." Und damit hat Frey sein Ziel erreicht.

Dezentrale Stromversorgung: "Strom dort verbrauchen, wo er produziert wird"



Inzwischen ist Frey auch in China ein gefragter Mann und gern gesehener Gast. In einem Konsortium mit der Siemens AG, dem Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE), der Badenova und regionalen Unternehmen sitzt Frey derzeit am Konzept des Green City Towers, das in Zukunft an internationalen Standorten umgesetzt werden soll. Die Idee: Der Tower soll 500 Kilowatt Strom erzeugen, den Strom in einer Batterie speichern und ihn nach und nach an Verbraucher im Umkreis von 1,5 Kilometern abgeben. Die Energie wird dabei wie beim Greenhouse durch Solarpaneele auf dem Dach und an der Gebäudefassade, durch Windräder auf dem Dach, Geothermie und der Abwärtsbewegung von Fahrstühlen generiert.

Der Clou dabei ist, dass die produzierte Energie die "magische Spannungsgrenze von 220 Volt" nicht erreichen muss, sondern auch Kleinstmengen an Energie durch Pufferung in der Lithium-Ionen-Batterie zu 100% gespeichert und vom Bewohner zu 100% verbraucht werden können. Zudem entfallen Energieverluste durch Umwandlung in Wechselstrom, da Gleichstrom erzeugt, Gleichstrom in der Batterie gespeichert und dank der technologischen Entwicklungen von Siemens auch Gleichstrom im Haushalt verbraucht werden kann.

"Das ist echt richtig genial!" schwärmt Frey von der Innovation. Er ist fasziniert und begeistert von diesem Ansatz, betont aber, dass dieses Modell nur im Quartiersmaßstab (Umkreis von 1,5 km) funktioniert und rentabel ist. Verbraucher könnten dadurch aber unabhängig von regionalen Versorgern bleiben, Gebäude könnten die Energieversorgung autark abdecken und der Strom aus der Steckdose würde wieder etwas grüner werden.

Freys "Lösung für den Systemfehler der Energiewende": weg von der unmittelbaren Netzeinspeisung hin zu einem intelligenten Strommanagement



Frey spricht im Zuge dieser Innovation auch von der "Lösung für den Systemfehler unserer gesamten Energiewende". Laut seiner Aussage würde heute schon genug Strom aus regenerativen Quellen erzeugt werden, der für die ganze Bevölkerung ausreichen würde, aber vom Markt nicht aufgenommen werden kann. Probleme sind immer wieder die Spannungsgrenze von 220 Volt, die Energieverluste durch Umwandlung in Wechselstrom sowie durch den Transport in Stromleitungen.

Er fordert von der Regierung einen Weg weg von der unmittelbaren Netzeinspeisung hin zu einem intelligenten Strommanagement. Dazu gehört der Ausbau regenerativer Energien, aber vielmehr auch der Ausbau der Speichermöglichkeiten für Energie. Seine Mission ist daher: "Wir dürfen natürliche Energie nicht weiter verpuffen lassen wie bisher, sondern müssen sie für uns nutzbar machen. Wenn Windräder und Solaranlagen am Nachmittag bei Wind und Sonnenschein große Mengen an Energie produzieren, dann müssen wir diese Energiemengen in Zukunft auch speichern können und nicht ungenutzt ob der fehlenden Technologien verpuffen lassen."

Appell an Verbraucher: Stromanbieter vergleichen und Bewusstsein für Projekte schaffen



Frey jedenfalls wird an diesem Konzept festhalten. Am 31.03.2014 soll das Prinzip des Green City Towers von der Stadt Freiburg in einer öffentlichen Pressekonferenz vorgestellt werden. Dadurch werden mehr Menschen darauf aufmerksam gemacht, wobei Frey bislang ohnehin von einer durchweg positiven Resonanz aus der Bevölkerung berichtet: "Die Menschen sind begeistert, die finden das toll".

Ein Grund mehr also, bewusste Verbraucher aufzuklären und sie zu motivieren, an solchen Projekten festzuhalten und sie zu unterstützen, damit wir langfristig an eine flächendeckende Versorgung aus regenerativen Energien kommen. Der erste Schritt könnte für viele sein, den Strom seines Anbieters zu vergleichen und sich einen Überblick über den Markt zu verschaffen: Woher kommt mein Strom jetzt? Wie wird der Strom meines Energieversorgers produziert? Und hält auch er an innovativen Projekten für eine grünere Zukunft fest?

An dieser Stelle noch einmal vielen Dank an Herrn Frey für das nette Interview, die spannenden Einblicke und weiterhin viel Erfolg für seine innovativen Projekte.
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