Photo-Bio-Reaktoren an der Fassade zur Energiegewinnung ...

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Photo-Bio-Reaktoren an der Fassade zur Energiegewinnung ...

Photo-Bio-Reaktoren an der Fassade zur Energiegewinnung

Dr. habil. Martin Kerner

SSC Strategic Science Consult GmbH, Hamburg


Inhalte

• Hintergrund

• Technologie

• Anwendung in Gebäuden

• Realisierung 2013 auf der IBA in Hamburg


Hintergrund

Energiebedarf von Häusern in Deutschland

100

kWh/m 2 /a

0

-100

-200

-300

-400

Energieerzeugung

Energieverbrauch

Quelle: Odersun


Hintergrund

An Gebäuden nutzbare

Energiequellen und die dazugehörige Technik

Solarstrahlung

Erdwärme

Biomasse

Wind

Solarthermie

Photovoltaik

Erdsonden

Geothermie

Biogasanlage, Hydrothermale Konversion

nicht genutzt

nicht genutzt


Hintergrund

An Gebäuden nutzbare

Energiequellen und die dazugehörige Technik

Solarstrahlung

Erdwärme

Biomasse

Wind

Solarthermie

Photovoltaik

Erdsonden

Geothermie

Biogasanlage, Hydrothermale Konversion

nicht genutzt

nicht genutzt


Hintergrund

Solarstrahlung

Nutzbar zum

Biomasseaufbau über

Photosynthese

Sonnenlicht

Nutzbar durch Si-Solarzelle

IR Wärmestrahlung


Hintergrund

Photosynthese

Licht

CO 2

und

Nährstoffe

Glucose

Fette, Öle

Aminosäuren

Vitamine

O 2

und

Wasser


Hintergrund

Wachstum Mikroalgen

7 hrs


Hintergrund

Wachstum Mikroalgen

7 hrs 7 hrs


Hintergrund

Energiebilanz Algen

Sonnenlicht (100%)

Kultivierung PBR

Biomasse (10%)

Fermentation

Futter/Nahrung (10%)

- Proteine (5%)

Biogas

(7-8%)

(H 2

, CH 4

)

Brennstoffe

(2-4%)

- Öle

- Stärke

Wärme (38 %)


Anwendung

Gebäudeintegration Photobioreaktoren (PBR)


Gebäudeintegration

Energiekonzept

Biomasse

Bioreaktoren

Biogas

CO 2

BHKW

Energiezentrale

Heizung

Warmwasser

Strom

Wärmespeicher/Geothermie


Technologie

Fassadenelement Photobioreaktor


Gebäudeintegration

Funktionalitäten

Energiegewinnung 1: Biomasse als Brenn- oder Treibstoff

Energiegewinnung 2: Wärmeproduktion

• CO 2

Speicherung

• Dynamischer Sonnenschutz, Tageslichtgewinn

• Aktive Wärmedämmung

• Schallschutz


Anwendung Bioreaktorfassade

BIQ auf der Internationalen Bauausstellung

2013 in Hamburg


Anwendung BIQ


Anwendung BIQ

Strahlungsbilanz


Anwendung BIQ

Massen und Energieströme (MWh/a)

Gebäude

Trinkwarmwasser

Heizung

Strom

29,9

19,8

2,5

29,0

Energiezentrale

4 t CO 2

/a aus einem externen BHKW des

Nahwärmeverbundes Wilhelmsburg

18,4

2,7

9,1

Erdwärmesonden

6,5 34,2

Bioreaktorfassade

5,1

6,4

Photovoltaik

8,2

Stromnetz

Nahwärme

Biomasse Algen


Anwendung

Gebäudeintegration

•Gebäude der öffentlichen Infrastruktur

- Flächenausdehnung

- Sonnenschutz

- Integration in besteh. Haustechnik

•Kommerzielle Bauten

- Image

- Kombination Kältepumpe


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration


Anwendung

Gebäudeintegration

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