Niedrigenergiehaus

Ein Niedrigenergiehaus ist jede Art von Haus, das aus Design, Technologien und Bauprodukten weniger Energie verbraucht als jedes andere traditionelle Haus. In der Praxis des nachhaltigen Designs verwenden nachhaltige Architektur, Niedrigenergiehäuser, energieeffiziente Landschaftsbau-Niedrigenergiehäuser oft aktive solare und passive solare Bautechniken und -komponenten, um ihren Energieverbrauch zu reduzieren.

Allgemeine Verwendung
Die Bedeutung des Begriffs „Niedrigenergiehaus“ hat sich im Laufe der Zeit geändert, aber in Europa bezieht er sich allgemein auf ein Haus, das etwa die Hälfte der unten genannten deutschen oder schweizerischen Niedrigenergiestandards für die Raumheizung verwendet, typischerweise im Bereich von 30 kWh / m²a bis 20 kWh / m²a (9.500 Btu / ft² / Jahr bis 6.300 Btu / ft² / Jahr). Darunter wird oft der Begriff „Ultra-Niedrigenergiehaus“ verwendet.

Der Begriff kann sich auch auf jede Wohnung beziehen, deren Energieverbrauch die von den aktuellen Bauvorschriften geforderten Normen nicht erfüllt. Da die nationalen Standards auf der ganzen Welt sehr unterschiedlich sind, entsprechen die Entwicklungen mit „geringer Energie“ in einem Land möglicherweise nicht der „normalen Praxis“ in einem anderen Land.

Null-Energie-Gebäude
Superisolierung
Plusenergie

Niedrigenergietechnologie

Einführung
Niedrigenergiehäuser verwenden in der Regel hohe Dämmwerte, energieeffiziente Fenster, geringe Luftinfiltration und Wärmerückgewinnung, um die Wärme- und Kälteenergie zu senken. Sie können auch passive solare Gebäudedesigntechniken oder aktive Solartechnologien verwenden. Diese Häuser können Warmwasserrecyclingtechnologien verwenden, um die Wärme von Duschen und Geschirrspülern zurückzugewinnen. Beleuchtung und sonstiger Energieeinsatz sind mit Leuchtstofflampen und effizienten Geräten verbunden. Die Weatherization liefert mehr Informationen zur Steigerung der Gebäudeenergieeffizienz.

Passive Houses sind erforderlich, um eine gesamte Gebäude-Luftwechselrate von nicht mehr als 0,6 ac / h bei erzwungener Druckbeaufschlagung und Druckabbauprüfung bei mindestens 50 Pa zu erreichen. Vor-Ort-Blower-Door-Tests von zertifizierten Testern werden zum Nachweis der Konformität verwendet.

Ein wesentliches Merkmal von Gebäuden mit extrem niedrigen Energien ist die zunehmende Bedeutung von Wärmeverlusten durch lineare Wärmebrücken innerhalb der Konstruktion. Wenn Wärmebrücken von warmen zu kalten Oberflächen („Brücken“) nicht beseitigt werden, entstehen die Bedingungen für eine interstitielle Kondensation, die sich tief in der Konstruktion bildet und zu möglicherweise ernsthaften Problemen des Schimmelwachstums und der Fäulnis führt. Mit nahezu Null Filtrationsverlusten durch das Gewebe der Wohnung kann die Luftbewegung nicht darauf angewiesen sein, die Konstruktion zu trocknen, und eine umfassende Analyse des Kondensationsrisikos jedes Abutmentdetails wird empfohlen.

Verbesserungen bei Heizung, Kühlung, Lüftung und Warmwasserbereitung
Absorptionskühler
Annualisierte geothermische Solaranlage
Erdkühlrohre
Erdwärmepumpe
Lüftung mit Wärmerückgewinnung
Warmwasser-Recycling
Passive Kühlung
Erneuerbare Wärme
Saisonaler Wärmespeicher (STES)
Solare Klimaanlage
Solares heißes Wasser
Solargeräte

Passives Solardesign und Landschaft
Passives solares Gebäudedesign und energieeffiziente Landschaftsgestaltung unterstützen das Niedrigenergiehaus in der Denkmalpflege und können diese in eine Nachbarschaft und Umgebung integrieren. Nach passiven solaren Bautechniken, wo möglich, sind Gebäude kompakt in der Form, um ihre Oberfläche zu reduzieren, mit Hauptfenstern in Richtung Äquator – Süden in der nördlichen Hemisphäre und Norden in der südlichen Hemisphäre – um den passiven Solargewinn zu maximieren. Die Nutzung von Solargewinn, insbesondere in gemäßigten Klimazonen, ist jedoch sekundär, um den gesamten Energiebedarf des Hauses zu minimieren. Auf der anderen Seite kann in heißen Klimatemperaturen überschüssige Wärme unbequeme Raumbedingungen schaffen.Passive Alternativen zu Klimaanlagen wie die temperaturabhängige Entlüftung haben sich in Regionen mit Kühlbedarf bewährt. Andere Techniken zur Bekämpfung übermäßiger solarer Wärmegewinne schließen Brise soleils, Bäume, befestigte Pergolen mit Weinstöcken, vertikale Gärten, grüne Dächer und andere ein.

Niedrigenergiehäuser können aus dichten oder leichtgewichtigen Materialien gebaut werden, aber normalerweise wird eine innere thermische Masse eingebaut, um die sommerlichen Spitzentemperaturen zu reduzieren, stabile Wintertemperaturen aufrechtzuerhalten und eine mögliche Überhitzung im Frühling oder Herbst zu verhindern, bevor der höhere Sonnenwinkel Tag Wandbelichtung und Fensterdurchdringung. Die Farbe der Außenwand hängt von der vorherrschenden ganzjährig vorherrschenden Außentemperatur ab, wenn die Oberfläche die Wahl hat, die Reflexions- oder Absorptionseigenschaften der Sonneneinstrahlung. Die Verwendung von Laubbäumen und von Kletterpflanzen oder selbstanhaftenden Weinreben kann in Klimazonen nicht bei extremen Temperaturen helfen.

Nachhaltige Landschaftsgestaltung
Nachhaltige Landschaftsarchitektur
Nachhaltige Gartenarbeit
Auffangen von Regenwasser
Wasserschutz

Beleuchtung und Elektrogeräte
Um den gesamten Primärenergieverbrauch zu minimieren, sind die vielen passiven und aktiven Tageslichttechniken die erste Tageslösung. Für Tage mit wenig Licht, nicht beleuchtete Räume und nachts; die Verwendung von kreativ-nachhaltigem Lichtdesign unter Verwendung von Niedrigenergiequellen wie Kompaktleuchtstofflampen mit Standardspannung und Festkörperbeleuchtung mit Leuchtdioden-LED-Lampen, organischen Leuchtdioden und PLED-Polymer-Leuchtdioden ; und „Niederspannung“ elektrische Glühfadenglühlampen und kompakte Metallhalogenid-, Xenon- und Halogenlampen können verwendet werden.

Solarbetriebene Außenumlauf-, Sicherheits- und Landschaftsbeleuchtung – mit Solarzellen auf jeder Leuchte oder mit einem zentralen Solarpanelsystem verbunden – steht für Gärten und Outdoor-Anwendungen zur Verfügung. Niederspannungssysteme können für eine kontrolliertere oder unabhängige Beleuchtung verwendet werden, während sie immer noch weniger Strom verbrauchen als herkömmliche Leuchten und Lampen. Timer, Bewegungserkennung und Tageslichtsensoren reduzieren den Energieverbrauch und die Lichtverschmutzung für ein Niedrigenergiehaus noch weiter.

Appliance-Consumer-Produkte, die unabhängige Energieeffizienztests erfüllen und für die Verwendung in Niedrigenergiehäusern bevorzugt werden, werden Ecolabel-Zertifizierungszeichen für reduzierten Verbrauch von „natürlichem Gas“ und Produktemissions-CO 2 -Etiketten bevorzugt. Die Umweltzeichen von Energy Star und EKOenergie sind Beispiele.

Energiesparende Beleuchtung
Beleuchtung
Windows
Energieeinsparung
Alternative Energie

Einschränkungen und wirtschaftliche Vorteile

Kosten:

Die zusätzlichen Kosten für ein einzelnes Haus, das der Thermal-Regelung von 2012 entspricht, betragen in der Regel 10 bis 15%. Dies ist hauptsächlich auf die Materialpreise zurückzuführen, die zur Erreichung der gesetzten Ziele erforderlich sind

Return on Investment:

Sie sollten wissen, dass die jährliche Energieheizung pro Haushalt durchschnittlich 900 Euro beträgt, mit großen Unterschieden (250 Euro für ein Haus „BBC“ bis zu mehr als 1800 für ein schlecht gedämmtes Haus)

Einsparungen beim Energieverbrauch, der drei bis vier Mal niedriger ist als bei einem herkömmlichen Haushalt, sorgen für eine gute Kapitalrendite (etwa 4 Jahre). Die Realwirtschaft wird für 20 Jahre auf 15.000 Euro für ein einzelnes Haus geschätzt.

Steuervergünstigungen und finanzielle Unterstützung:
Einige der Vorteile des Baus von RT2012-konformen Gebäuden sind:

Eco-Ready Zero Rate (Öko-PTZ), die den Eigenheimbesitz für Erstkäufer erleichtert, indem sie in eine neue Wohnung mit hoher Energieeffizienz investieren, dank der Abschaffung der Interessen, die vom Staat unterstützt werden.
Gebäude, die das „BBC“ -Label tragen, können ebenfalls von einer Ermäßigung oder sogar einer Befreiung von der Grundsteuer auf gebaute Immobilien profitieren
Das Duflot-Gesetz, das frühere Scellier-Programm für Mietinvestitionen, garantiert allen französischen Steuerzahlern, die eine neue Wohnung erwerben und eine Steuerermäßigung über neun Jahre verteilen, die 18% des Anschaffungskostenpreises entspricht, für die BBC-Wohnung
die Steuergutschrift für nachhaltige Entwicklung für bestehende Gebäude (begrenzt auf 8.000 €, betrifft die Wärmedämmung oder den Austausch von Geräten, die den Energiebedarf decken müssen)

Eigenschaften eines Niedrigenergiehauses

Eine bioklimatische Konzeption des Lebensraums

Die Ausrichtung des Hauses
Ziel ist es, im Winter maximale Wärme und Sonnenlicht zurückzugewinnen und diese Beiträge im Sommer zu reduzieren. Ost-West-Exposition wird nicht empfohlen. Im Westen akkumuliert das Gebäude durch direkte Sonneneinstrahlung am Nachmittag und Überhitzung im Sommer.

Die Nord-Exposition ist der kälteste Teil. Weniger genutzte Räume müssen im Norden entwickelt werden, um die Auswirkungen der Kälte zu reduzieren, die Senkung der Gebäudetemperatur zu minimieren und zur Energieeinsparung und zum Komfort der Bewohner beizutragen. Garagen, Treppen, Flure, etc. sind wenig genutzte und niedertemperierte Teile: Sie sind ideale Pufferzonen.

Die Südausrichtung ist oft am interessantesten, um den Sommerkomfort zu respektieren und die freien Solarbeiträge während des Winters zurückzugewinnen. Im Winter erwärmt die sehr niedrige Sonne die Wände des Hauses, die Wärme speichern, Sonnenstrahlen dringen in die Fenster ein und sorgen so für eine Grundheizung. Im Süden werden wir die Wohnzimmer haben. Die südliche Ausrichtung ist auch für Solarenergiesysteme (Solarthermiekollektoren für Heizung und Warmwasser, Fotovoltaikpaneele für die Stromerzeugung) günstig. Im Sommer trifft die Sonne senkrecht ein und wird nicht in das Haus gelangen, dessen Buchten durch einen Vortrieb (zB Balkon oder Brise-Soleil) oder durch verstellbare Lamellen geschützt werden können.

Die Form des Gebäudes
Die Architektur eines Hauses hat einen sehr starken Einfluss auf den Energieverbrauch. Die Rolle des Architekten ist sehr wichtig. Je kompakter ein Gebäude ist, desto weniger Energie verbraucht es.Aus diesem Grund muss für ein gutes Zuhause das Verhältnis der Wandflächen in Kontakt mit der Außenwelt zum Wohnraum gering sein. Die Kugelform ist die Form, die das kleinste Verhältnis von Oberfläche zu Volumen aufweist. Es ist daher ideal, um Wärmeverluste der Gebäudehülle zu reduzieren. Aus Gründen der traditionellen Architektur verwenden wir jedoch den Würfel, der der Kugel am nächsten kommt. Ein kompaktes Gebäude wird daher weniger verbrauchen als ein L-förmiges oder mehrstöckiges Gebäude.

Starke Wärmedämmung
Wärmeisolierung bezieht sich auf alle Techniken, die verwendet werden, um den Wärmeübergang zwischen einer heißen Umgebung und einer kalten Umgebung zu begrenzen. Die Wärmewiderstandsstandards von 2012 (in m².k / W) lauten wie folgt: R ≥ 8 für Dachböden, bis 4 für Wände und Böden.

Ob das Konstruktionssystem Holzrahmen, Blöcke oder Ziegel ist, alle Wände müssen isoliert werden. Die Isolierung wird thermisch, aber auch akustisch sein.

Wandisolierung:
Von innen: Es gibt zwei verschiedene Methoden: geklebte Verdoppelung, die einfach ist, die Isolierung, die mit einer Gipskartonplatte verbunden ist, an die Wand zu kleben, oder den Metallrahmen, der aus einer Wand und einer Metallstruktur aus Schienen besteht.
Von außen: Das Haus ist mit einem isolierenden Material umwickelt, das dann mit einer Außenverkleidung wie Putz, Verkleidung usw. gegen Witterungseinflüsse geschützt wird.
Verteilte Isolierung: Dieses System ist nur bei bestimmten Bauweisen möglich, bei denen die Gebäudestruktur auch thermische Eigenschaften aufweist.

Dämmung von Dachböden und Decken: Eine Dachisolierung ist für eine gute Wärmedämmung unerlässlich, da man davon ausgeht, dass durch das Dach 30% der Wärme des Gebäudes entweichen. Es wird notwendig sein, die verlorenen Dächer (Isolierung in „Masse“, um eine durchgehende und homogene Matratze zu bilden) und die aufgerichteten Dachflächen zu isolieren (es gibt zwei Techniken der Isolierung: von innen oder von außen, dank der Sarkierung) Diese Technik besteht darin, eine Dampfsperre horizontal und parallel zur Dachrinne des Gebäudes zu verlegen und dann eine Isolierung darüber zu legen.
Bodenisolierung: Um den Boden zu isolieren, wählen wir expandiertes Polystyrol, extrudiertes Material, Holzwolle, projektierte Isolierung usw. Wenn der Boden auf einem Kriechkeller steht, wird ein Verbundisolierungsboden aus Polystyrol-Verbundstoff und einer Unterbodenisolierung hergestellt.

Die Eigenschaften einiger Isolatoren:

Die isolierende Kraft eines Materials kommt von der Luft, die es einfängt. Es gibt viele isolierende Materialien, hier sind einige von ihnen:

Wärmebrücken

Eine Wärmebrücke ist ein Punkt oder eine lineare Zone, die in der Hülle eines Gebäudes eine Veränderung des thermischen Widerstandes aufweist. Dies ist ein Punkt in der Konstruktion, wo die Isolationsbarriere gebrochen ist. Eine Wärmebrücke wird erstellt, wenn

es gibt eine Veränderung in der Geometrie des Umschlags,
es gibt eine Änderung der Materialien und / oder thermischen Widerstand.
Vor zehn Jahren machte eine Wärmebrücke 10 bis 20% der gesamten Gebäudeverluste aus. Im Laufe der Zeit hat sich die Isolierung verbessert, und der prozentuale Anteil der Verluste aufgrund der Wände ist stark gesunken, und der der Wärmebrücken hat stark zugenommen. Mit der Umsetzung der Thermischen Verordnung 2012 werden heute jedoch Lösungen zur Minimierung der Wärmebrücken durch thermische Schutzschalter und Isolierungen von außen geschaffen. Ein Unterbrecher ist eine Vorrichtung, die eingerichtet ist, Wärmebrücken zu stoppen, als eine „Isolierung“ an diesen Brücken. Wärmebrücken sind daher Bereiche mit hohem Wärmeverlust. Es ist wichtig, sie zu begrenzen, um das Gebäude zu verbessern.

Performing Öffnungen
Warum sich Sorgen machen, Fenster nach den Himmelsrichtungen zu teilen?

Weil Fenster und Außenverkleidungen 3 bis 7 Mal weniger thermisch isolieren als eine feste Wand.
Fenster lassen Sonnenlicht in das Haus eindringen, was im Winter sehr günstig ist, aber im Sommer zu Überhitzung führen kann.
Es wird empfohlen, an allen vier Seiten des Hauses Öffnungen vorzusehen, damit die Belüftung im Sommer genutzt werden kann und 25% der Wohnfläche im verglasten Bereich nicht überschritten wird.

Die Verteilung der Fensterflächen kann wie folgt betrachtet werden: 50% Süd, 20% Ost, 20% West und 10% Nord.

Sonnenschutz (verschiedene Bedeckungen wie Außenjalousien, Rollläden, Kappen …) sollten von der Planung geplant werden, um Überhitzung in der Sommersaison zu vermeiden.

Die verwendeten Materialien: Die Hochleistungs-Wärmedämmung hält die Wärme im Winter, hält aber auch den Sommer kühl. Windows muss eine Mindestleistung von Uw & lt; 1,6 W / (m².k) aufweisen. Zum Beispiel Doppelverglasung mit verstärkter Isolierung: Fenster von 4 mm, von denen eine Seite mit einer Schicht mit geringem Emissionsvermögen bedeckt ist, die durch eine Gasschicht von 12 mm getrennt ist (manchmal Dreifachverglasung in den Berggebieten und für die Fassaden nach Norden), sowie ein isolierender Rahmen, der ebenfalls aus mehreren Schichten (Holz, Aluminium, PVC) besteht, die mit Schäumen oder anderen Isolatoren verstärkt sind. Besondere Aufmerksamkeit wird den Verbindungen zwischen Rahmen und Rahmen während der Installation geschenkt.

Die gleiche Sorgfalt wird der Qualität (Herstellung, Materialien, Installation) der Türen gewidmet.

Eine perfekte Dichtung
Eine der großen Veränderungen zwischen RT2005 und RT2012 ist die Einführung von Grenzwerten für Luftlecks.

Was ist Luftdichtigkeit?

Diese Luftlecks in einem Haus machen einen Großteil der Energieverluste aus. In Wohnräumen können Luftleckagen an den Verbindungen zwischen den Elementen (z. B. das Verbinden eines Rahmens mit einer Wand) oder den Rahmen von Glasschiebefenstern oder an den Fassungen (die Luft kann an den elektrischen Ummantelungen vorbeiströmen) auftreten. Isolierarbeiten müssen durch Maßnahmen zur Verbesserung der Wasserdichtheit ergänzt werden.

Der Blower-Door-Test (oder Blower-Door-Test) besteht aus der Messung der Infiltration von Luft.Eine mit einem Ventilator ausgestattete Maschine ist an der Vordertür des Hauses oder Gebäudes angebracht. Dies misst die Menge an Luft, die in das Haus eindringt. Mit einer Nebelmaschine ist es einfach, Entwürfen zu folgen und Lecks zu erkennen. Die RT 2012 legt eine Siegelschwelle fest.Wenn ein Gebäude gebaut wird, ist es obligatorisch, die Luftdichtigkeit am Ende der Konstruktion zu messen.

Zweistromlüftung mit Wärmerückgewinnung an verbrauchter Luft
Es gibt VMC Single Stream oder Double Stream. Wenn die Installation zufrieden ist, die verbrauchte Luft zu evakuieren, ist es eine einfache strömungsgesteuerte mechanische Lüftung. Es besteht aus einem einzigen Kanalnetz. In den Wohnräumen erfolgt die Frischluftzufuhr über Lufteinlässe, die direkt mit der Außenwelt verbunden sind.

Ein effizientes Luftaustauschsystem gewährleistet die Qualität der Raumluft durch eine ausreichende Zufuhr von Frischluft und evakuiert Luftverschmutzung wie Geruch, Feuchtigkeit, flüchtige organische Komponenten (VOC) … Es verbessert auch die Energieeffizienz des Gebäudes durch die Kontrolle der Frischluftmenge zur Erhöhung des thermischen und akustischen Komforts. Zusätzlich schützt es das Gebäude vor Schäden durch Feuchtigkeit.

Eine VMC (oder mechanische belüftete kontrollierte) Feuchtigkeit einstellbar einfache Strömung passt sich an die Notwendigkeit der Erneuerung der Luft. Die Strömung dieser Luft nimmt zu, wenn die Feuchtigkeit im Haus zunimmt, und reduziert sich, wenn die Räumlichkeiten leer sind, um Energie zu sparen. Die Öffnungen und Verschlüsse der Lüftungsöffnungen und der Lufteinlässe sind voll automatisiert.

Um die Luft in allen Räumen eines Hauses zu erneuern, ist es am logischsten, sie in die trockenen Wohnräume, wie das Wohnzimmer, die Schlafzimmer oder das Büro, zu bringen und sie aus den Orten zu holen, wo es eine Konzentration gibt . Feuchtigkeit und schlechte Gerüche, wie die Küche, das Badezimmer oder die Toilette.

Die zweiflutige Lüftung mit Rückgewinnung der verbrauchten Luft wird ökologischer sein, da die Wärme der Abluft mit Hilfe eines Wärmetauschers zurückgewonnen wird, bevor sie wieder in den Kreislauf zurückgeführt wird (ohne Verlust von Wärme).

Die Nutzung von erneuerbaren Energien

Wärmeenergie
Präsentation: Solarthermie wird oft zur Bereitstellung von teilweise oder vollständig heißem Brauchwasser verwendet, seltener zur Beheizung des Hauses. Diese Praxis begrenzt effektiv die Treibhausgasemissionen, weshalb dieses System von vielen Staaten und lokalen Behörden durch Steuern und Prämien (ökologische Prämien, Steuergutschriften) stark gefördert wird. Ein Solarwarmwasserbereiter deckt zwischen 40 und 80% des Warmwasserbedarfs einer Familie.

Beispiel für die Funktionsweise des Solarwarmwasserbereiters: Die Sonnenstrahlen, die von Wärmesensoren eingefangen werden, übertragen ihre Energie auf Metallabsorber, die ein Kupferrohrnetz beheizen, in dem eine Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert. Dieser Wärmetauscher wiederum erwärmt das in einem Kumulus gespeicherte Wasser. Es gibt drei Arten von Sonnenkollektoren.

unglasierte Flachkollektoren: Wasser zirkuliert in einem allgemein schwarzen Absorber, der zur Luft hin offen ist
Flachglassensoren (am häufigsten)
Vakuumröhrenkollektoren, bestehend aus Solarkollektoren, die mit einem Wärmekollektor grundiert sind, auf dem Vakuum-Solarröhren befestigt sind.
Die Sonnenkollektoren werden im Garten, auf dem Dach oder auf Sonnenschirmen installiert, wo die Sonne am meisten präsent ist (das heißt vorzugsweise im Süden), mit einer optimalen Neigung von 30 °. Je nach Modell müssen die Sensoren übereinander oder in das Dach integriert sein. Nur für die Warmwasserbereitung werden pro Einwohner je nach Region 0,7 bis 1,5 m2 Sensoren benötigt, kombiniert mit einer Speicherkapazität von 50 Litern / m² Kollektorfläche.

Kosten des Betriebs und Return on Investment Es wird etwa eine Familie von 4 Personen von 3.800 bis 5.800 Euro Investitionen (Sensoren, Ballons, Vorschriften, Verbindungen), mit einer Kapitalrendite von etwa 10 Jahren.

Photovoltaik Solarenergie

Präsentation und Bedienung

Sonnenenergie ist überall auf der Erde verfügbar und repräsentiert theoretisch das 900-fache des weltweiten Energiebedarfs. Photovoltaische Solarenergie ist Elektrizität, die durch Umwandlung eines Teils der Sonnenstrahlung mittels einer photovoltaischen Zelle erzeugt wird. Schematisch ermöglicht ein Photon des einfallenden Lichts unter bestimmten Umständen, ein Elektron in Bewegung zu setzen, wodurch ein elektrischer Strom erzeugt wird.

Die Produktion von photovoltaischer Elektrizität basiert daher auf einem Prozess der direkten Umwandlung von Licht in Elektrizität, dank sogenannter „Halbleiter“ -Materialien. Heute werden hauptsächlich zwei Technologien verwendet:

Platten der ersten Generation, die Silizium verwenden. Diese Panels repräsentieren 85% des weltweiten Photovoltaik-Marktes.
Eine zweite Generation, bekannt als dünne Schichten, hat sich auf dem Markt entwickelt. Sie sind effizienter, aber auch teurer, weil sie seltenere Mineralien (Indium und Tellurid) verwenden. Sie repräsentieren 15% des Weltmarktes.
Im Jahr 2008 akkumuliert Deutschland 40% und Japan 25% der weltweit installierten Solar-PV.

25 m2 Module können in einem Jahr das Äquivalent des Stromverbrauchs (ohne Heizung, Kochen und Warmwasser) einer Familie von 4 Personen oder etwa 2.500 kWh produzieren. Es ist besser, die Module nach Süden auszurichten, wenn möglich mit einer Neigung von 30 ° gegenüber der Horizontalen.

Sonnenkollektoren haben eine Lebensdauer von 20 bis über 30 Jahren und sind fast vollständig recycelbar.

Grenzen und Kosten

Die am weitesten verbreiteten Photovoltaik-Module aus kristallinem Silizium sind schwer, zerbrechlich und schwer zu installieren.
Die elektrische Energie ist nicht „direkt“ speicherbar, also in ihrer Primärform.
Die Photovoltaik-Technologie ist immer noch zu teuer, um mit fossilen Brennstoffen voll konkurrenzfähig zu sein, ihre Kosten pro Kilowattstunde sind etwa viermal höher.

Die Installation von Solarmodulen bleibt relativ teuer: Je nach Art des verwendeten Materials liegt der Preis für die Installation einer Photovoltaikanlage auf einer Fläche von 10 m2 zwischen 5000 und 9000 Euro. Für Solar-Photovoltaik beträgt der Preis für die Verbindung zu EDF (Electricity France) etwa 18.000 Euro für 20 m2, die an EDF angeschlossen sind. Die Herausforderung der aktuellen Forschung besteht darin, die Erträge zu steigern und die Kosten für Photovoltaikzellen zu senken.

Bis 2020 (positive Energiegebäude, die die Norm sein werden, siehe RT2020), werden die Gebäude notwendigerweise mit photovoltaischen Paneelen ausgestattet sein.

Inländische Windenergie
Mikrowindkraft (Leistung kleiner als 1 kW) und Kleinwindkraftanlagen (Leistung zwischen 1 und 20 kW) können in geeigneten Regionen (regelmäßige und häufige Winde) eine Alternative zu fossiler Energie darstellen. Abhängig von der Stärke und Regelmäßigkeit des Windes kann eine Windkraftanlage von 5 kW, die 2000 Stunden pro Jahr bei Nennleistung dreht, das Äquivalent des jährlichen Verbrauchs eines Haushalts erzeugen.

Funktionsweise: Eine Windkraftanlage besteht aus einem Mast, einem Rotor oder einem Propeller mit vertikaler oder horizontaler Achse, der aus mehreren Flügeln und einem Generator besteht, der mechanische Energie in elektrische Energie umwandelt. Die erzeugte Energie kann vor Ort genutzt oder an das Stromnetz angeschlossen und an EDF verkauft werden.

Einschränkungen und Kosten: Unter 12 m Höhe ist die Installation frei von jeglichen Einschränkungen (außer der Erklärung der Arbeiten und sofern im Lokalen Stadtplan nicht anders festgelegt). Für einen Generator von 50 kg und einen Rotor von 3 Metern, der eine Leistung von 1 kW ergibt, werden zwischen 3000 und 5000 Euro benötigt, mit einer Amortisationszeit zwischen 5 und 7 Jahren. Eine Steuergutschrift wird dem Eigentümer gewährt, der mit dem Bau einer Windkraftanlage beginnt, sowie verschiedene lokale Beihilfen.

Geothermie und kanadischer Brunnen
Die Geothermie charakterisiert die Wissenschaft der inneren thermischen Phänomene der Erde und die Ausbeutung dieser natürlichen Phänomene zur Erzeugung von Wärme oder Elektrizität. Es ist in Form von einem Dampfkessel, heißem Wasser oder heißem Stein. Es ist eine erneuerbare Energie, die von mehr als 70 Ländern genutzt wird.

Geothermie im Gebäude: Die Wärme wird dem Boden durch Sensoren entzogen, die vertikal, horizontal oder in Wassernetzen verlegt werden können:

Die horizontalen Sensoren sind in einer geringen Tiefe (von 0,60 m bis 1,20 m) verteilt und eingegraben, wo Sole oder Kältemittel von innen in einem geschlossenen Kreislauf fließen.

Vertikale Erdwärmesonden: Sie werden in einem Bohrloch installiert und mit Zement versiegelt, wo Sole im geschlossenen Kreislauf zirkuliert wird. Die Tiefe kann mehrere hundert Meter erreichen, wo die Bodentemperatur das ganze Jahr über stabil ist.

Wärmepumpen auf einem Grundwasserspiegel: Sie beziehen die Wärme, die im Grundwasser (wo die Wassertemperatur zwischen 7 und 12 ° C konstant ist), Fluss oder See, und benötigen zwei Bohrlöcher, von denen jede mehrere zehn oder hundert Meter tief sein kann.

Der kanadische Brunnen: auch als provinzieller Brunnen oder Luft-Boden-Tauscher bezeichnet, nutzt der kanadische Brunnen geothermische Energie. Es handelt sich um ein natürliches Lüftungssystem, bei dem ein Teil der Außenluft vor Eintritt in das Haus geleitet wird und durch Rohre ersetzt wird, die in einer Tiefe von ein bis zwei Metern im Boden installiert sind. Die Abmessungen des Brunnens variieren je nach Gelände.

Im Winter hat der Boden eine höhere Temperatur als die Außenseite, die durch die Rohre strömende Luft erwärmt sich und macht die Temperatur des Hauses konstanter. Umgekehrt ist der Boden im Sommer kälter als draußen, und die Luft, die durch die Rohre strömt, erfrischt das Haus. Der kanadische Brunnen wird für natürliches Heizen und Kühlen verwendet.

Der kanadische Brunnen ist mit einer Wärmepumpe (PAC) verbunden: hier wird in der thermischen Einstellung des Gebäudes eine thermodynamische Vorrichtung verwendet, die eine Wärmemenge von einem sogenannten „Sender“ (der bereitstellt) zu einem Empfangen „Medium (Empfangen). Je nach Funktion kann die Wärmepumpe als Heizkörper oder als Kühlschrank verwendet werden. Hier dient die Luft als Kühlmittel (ein Fluid, das für den Wärmetransport zwischen mehreren Temperaturquellen verantwortlich ist), während das Rohr als Wärmetauscher dient und gleichzeitig die Gebäudeluft kanalisiert.

Prinzip: Der kanadische Brunnen funktioniert nach folgendem Prinzip:
Die Frischluft tritt durch die Eintrittsöffnung ein.
Dies wird in einem Rohr oder einem Frischlufteinlass durchgeführt, der mindestens 1,5 Meter tief vergraben sein muss, um frostfrei zu sein, und dass die durchschnittliche monatliche Temperatur in dieser Tiefe zu verschiedenen Jahreszeiten variiert. Die Röhre muss korrosionsbeständig sein, in Kontakt mit Luft und Wasser stehen und quetschen, da möglicherweise eine Oberflächenmaschine passieren kann, und leichte Verformungen, die ein Bewegungsfeld begleiten, ohne zu brechen.
Die Luft wird dann aus dem Kondensat entfernt, bevor sie in einem Wärmetauscher landet, wo die verbrauchte Luft des Hauses nach draußen geleitet wird, während die frische Luft sie füllt.
Dieses System ist zwar ökologisch und wirtschaftlich in der Anwendung, ist jedoch in Bezug auf die Installation (etwa 20 000 Euro) ziemlich teuer, was seine Verbreitung bei einer breiteren Öffentlichkeit verhindert.

Ein intelligentes Zuhause
Häuser mit geringem Energieverbrauch verwenden häufig Domotics (Wort abgeleitet von der Kontraktion des lateinischen Wortes „domus“, home, und das Wort automatisch), weil es ermöglicht, den Energieverbrauch zu optimieren.

Was ist Hausautomation?

Es ist eine Reihe von Techniken der Elektronik, Computer und Kommunikation, die den Komfort und die Sicherheit des Hauses (Wohnungen, Geschäfte …) verbessern. Es erlaubt, einen Teil der Systeme des Hauses zu verwalten. Wir können Energiemanagement, Sicherheitssystem, Heizung, Beleuchtung automatisieren …

Hausautomatisierungsanwendungen für zu Hause

Energiemanagement: Heizung (homogene Temperatur im ganzen Haus), Klimaanlage, Lüftung …
Die Verwaltung von Rollläden.
Die Verwaltung von Haushaltsgeräten.
Lichtmanagement.
Sicherheit: Alarm bei Einbruch, Feuer, Entdeckung von Gasleck, Überschwemmung …
Kommunikation: Empfang von Informationen, Fernbedienung …
Programmierung von Elektrogeräten.

Wie es funktioniert ?
Die Hausautomation ermöglicht die Kommunikation aller Geräte über Wi-Fi, Funkwellen oder das Stromnetz. Wir können alle elektronischen Geräte auf demselben Träger wie einen Computer, ein Smartphone, ein Tablet oder ein an der Wand befestigtes Touchpanel zur Steuerung zentralisieren.

Zukunft
Das BEPOS oder positive Energiegebäude ist ein Gebäude, das mehr Energie produziert, als es verbraucht, daher der Name. Sie setzt daher auf erneuerbare Energien, die lokal produziert werden.Bis 2020 wird dieses Gebäude das Habitatmodell sein, und die neuen Gebäudestandards sollten Konstruktionsmodalitäten und -beschränkungen spezifizieren.

Wenn wir uns vorstellen, wie das Haus von morgen sein wird und wie es weniger Energie verbrauchen wird, können wir einige Projekte erwähnen, die sich in der Phase der Forschung und des Experimentierens oder sogar der Verbesserung befinden:

der Einsatz von Brennstoffzellen für Kessel. Es ist eine saubere und sehr profitable Energie (in der Größenordnung von 90%), die es ermöglicht, Elektrizität durch die Produktion von Wasser durch Oxidation von H2 und Reduktion von O2 zu erzeugen: 2H2 + O2 = 2H2O. Es produziert auch Wärme, die zurückgewonnen wird, um das Wasser (Sanitär und Heizung) zu erhitzen. Leider hat es Nachteile, einschließlich der Kosten, der Lebensdauer und der Gefahr aufgrund der verwendeten Materialien, die explosiv sind. In Japan wurden bereits fast 40.000 Systeme von Einzelpersonen als Teil der ENE-Farm installiert.

das Smart Grid auch als „Smart Grid“ bekannt. Ziel ist es, die Erzeugung und Verteilung von Strom nach Verbrauch in Echtzeit anzupassen. Es ermöglicht einem Haus, die Stunden von „Peak“ zu verwalten, wo Strom am teuersten über einen intelligenten Zähler kostet. Es ermöglicht auch, die Anlagenleistung zu optimieren, den regelmäßigen Neubau von Leitungen zu vermeiden, Verluste online zu minimieren und Strom zum bestmöglichen Preis zu verteilen. Es ist auch nützlich auf der Skala einer Nachbarschaft, die Energie, die von einem bestimmten überproduziert wird, kann in der Nähe von einem Nachbar benutzt werden.

die auf dem INES-Standort in Le Bourget (Kooperation zwischen CEA, INES und Toyota, mit Unterstützung von ADEME) erfahrene, mit photovoltaischer Solarenergie betriebene Terminals, die die Batterien optimal aufladen (unter Berücksichtigung der Bedürfnisse) .

Die Vorfertigung wird zunehmend im Baubereich eingesetzt. Es besteht in der Vorbereitung einer Reihe von Materialien (Beispiel: eine ganze Wand, ein Boden), die es ermöglicht, die Anzahl der Menschen auf einer Baustelle zu reduzieren, um die Bauzeit und damit die Kosten zu reduzieren.Die Niedrigenergiehäuser sind direkt von dieser Entwicklung betroffen.

Der inter-saisonale Speicher Solar: Die PROSSIS (Speichermethode Solar Inter-Seasonal) wurde zwischen 2007 und 2012 von den CNRS Savoy Universitäten, Lyon, Grenoble, CEA-INES und CIAT erlebt. Es ist im Sommer, dass Sonnenkollektoren die meiste Energie liefern und dass wir sie am wenigsten brauchen. Der Prozess besteht also darin, die im Sommer produzierte Energie zu speichern: Die Reagenzien werden im Sommer durch einen endothermen Prozess getrennt, dann bei Raumtemperatur gelagert und die Reaktanten werden im Winter dann durch einen exothermen Prozess gemischt. Es ist ein LiBr / H2O-Absorptionsprozess, der getestet wurde.