Category Archives: T – Z

Warmwasserspeicher

Isolierte Speicherbehälter, die warmes Wasser für Warmwasserbereitung oder Heizung bis zur Nutzung speichern.

Bei zentraler Warmwassererzeugung vermeidet der W. ein zu häufiges Einschalten des Brenners, da der Heizkessel Wärme im voraus produzieren und in den W. einspeisen kann. Gerade die Startphase von Gas- und Öl-Brennern zeichnet sich durch schlechtem Wirkungsgrad und hohe Schadstoffemissionen aus. Beim Einsatz von Sonnenkollektoren sind W. erforderlich, um an sonnenreichen Tagen Wärme für sonnenarme Tage speichern zu können. Bei solaren Nahwärmenetzen werden riesige W. eingesetzt, um die Sommerwärme für die Heizperiode verfügbar zu machen (Sonnenkollektor).
Um unnötige Wärmeverluste zu vermeiden, sollten die Wassertemperaturen im W. nicht zu hoch gewählt werden. Für die Brauchwasserversorgung genügen Temperaturen von maximal 50-60 Grad C, zumal ab 60 Grad C Kalk aus dem Wasser ausfällt. Wichtig ist v.a. die Wärmedämmung; ein gut isolierter Speichertank verliert bei 50-60 Grad C nur etwa 2-3 Grad C innerhalb von 24 h. Große W. haben stets kleinere Wärmeverluste als kleine Speicher, da das Speichervolumen mit der dritten Potenz wächst, während die Oberfläche, durch die die Wärme verlorengeht, nur quadratisch ansteigt.
Um Korrosionen zu vermeiden werden Stahlspeicher mit einer sog. Opferanode ausgestattet. Problematisch sind die daraus resultierenden Ablagerungen am Speicherboden, die Legionellen einen Nährboden geben können. Abhilfe schafft der Einsatz einer Fremdstromanode anstelle der Opferanode, wie dies von vielen Installateuren serienmäßig angeboten wird.

Autor: KATALYSE Institut

Warmwasserbereitung

Die W. ist mit einem Anteil von 13% am Energieverbrauch der Haushalte nach der Heizung der größte Verbrauchssektor.

Die umweltfreundlichste Möglichkeit der W. ist der Sonnenkollektor, eine Technologie, die heute ausgereift und auch in unseren Breiten wirtschaftlich kalkulierbar ist. Der Sonnenkollektor zur W. ist die in unseren Breiten sinnvollste Nutzung regenerativer Energiequellen. Der Einsatz von Sonnenkollektoren zur W. ist allerdings nur möglich, wenn eine zentrale Warmwasserversorgung vorhanden ist.
Die aus ökologischer Sicht nächstbesten Systeme zur W. sind Nah- und Fernwärme (Fernwärme) und Erdgas.
Wenn sehr lange Verteilungswege für das warme Wasser vermieden werden können, ist i.d.R. eine zentrale W. auf Basis von Erdgas und Erdöl energiesparender und umweltfreundlicher als auf Basis von Strom. Während eine zentrale Lösung einen Wirkungsgrad von 50 (Sommer) bis 95 (Winter) aufweist, wird Strom lediglich mit einem Wirkungsgrad von durchschnittlich 35% erzeugt (Kraftwerk).
Problematisch ist allerdings der häufig notwendige Zwangsumlauf des Warmwassers. Hier sollte unbedingt mit einer Schaltuhr gearbeitet werden, die die Pumpe nur zu den notwendigen Zeiten anwirft.

Siehe ebenfalls: Legionellen, Speicher

Autor: KATALYSE Institut

Wärmeschutzverordnung

Wärmeschutzverordnung

Die dritte W. vom 01.01.1995, auch als Energie-Einsparverordnung bezeichnet, schreibt für neue Gebäude sowie für genehmigungspflichtige Umbauten an bestehenden Gebäuden bestimmte Mindestanforderungen an Wärmedämmung (k-Wert) sowie Wärmeverluste infolge von Undichtigkeiten vor.

Sie gilt für alle beheizten Neubauten und Altbauten, in denen bei Renovierungsarbeiten größere Umbauten (mehr als 20 Prozent der Bauteilfläche) erfolgen bzw. wenn mindestens ein beheizter Raum oder die vorhandene beheizte Gebäudenutzfläche um mehr als 10 m² erweitert wird.
Die dritte W. verfolgt vor allem das Ziel eines verbesserten Klimaschutzes durch die weitere Reduzierung von Kohlendioxyd. Die dritte W. senkt den Heizwärmebedarf um rund Drittel und reduziert dadurch auch die Kohlendioxid-Emissionen erheblich. Ein Drittel des gesamten Kohlendioxid-Ausstoßes stammt in der Bundesrepublik aus Gebäudeheizungen.
Der Nachweis des baulichen Wärmeschutzes erfolgt nach einem grundsätzlich neuen Konzept. Die thermische Qualität eines Gebäudes wird nicht mehr allein durch die Wärmedämmung der Bauteile, dem "k-Wert", beurteilt. Im Mittelpunkt steht jetzt der Heizenergiebedarf eines Gebäudes:
Bei der Berechnung werden die Wärmeverluste durch die Außenbauteile und Lüftung sowie die Wärmegewinne durch die Sonne und elektrische Geräte in einer sogenannten "Energiebilanz" erfaßt.
Das Ergebnis erlaubt eine Abschätzung des Energieverbrauches eines Gebäudes. Das Nachweisverfahren der Wärmeschutzverordnung verlangt keinen Mindest-Wärmedämmwert der einzelnen Bauteile. Es fordert lediglich den Nachweis, daß das Gebäude nicht insgesamt zu viel Heizwärme benötigt.

Autor: KATALYSE Institut

Wärmeschutzverglasung

Durch übliche Zweifachverglasungen mit einem k-Wert von 2,6 W/m2K gehen in unserem Klima jährlich pro m2 Fensterfläche etwa 25 l Heizöl verloren.

Fenster mit besserer W. haben auf einer Scheibe eine nicht sichtbare Edelmetallschicht (meist Silber) zur Reflexion der Infrarotstrahlung, und eine konvektionshemmende Füllung aus einem Edelgas, meist Argon, die zu einer Halbierung des k-Wertes führen.
Dies bedeutet natürlich auch eine Halbierung des Energieverbrauches bei gleichzeitigem Anstieg der Behaglichkeit, denn solche Scheiben besitzen im Winter eine höhere Oberflächentemperatur auf der Raumseite. Die Verwendung von W. an allen Fenstern ist für energie- und umweltbewußte Bauherren schon lange ein unbedingtes Muß, da sich die Mehrkosten innerhalb von wenigen Jahren auszahlen.

Autor: KATALYSE Institut

WWF-Dialogplattform

Klimaschutz im Internet – WWF-Projektleiter im Dialog mit den Usern

Der Klimawandel kann nur mit drastischen Reduzierungen der globalen CO2-Emissionen gebremst werden. Aber bekanntlich sind gerade die Industrieländer, die den größten Anteil am weltweiten CO2-Ausstoß tragen, am wenigsten bereit, nachhaltige regulierende Maßnahmen zur Senkung ihrer Emissionswerte zu ergreifen. Um die energiepolitischen Ziele des Kyoto-Protokolls umzusetzen und darüber hinaus eine dauerhaft emissionsarme Gesellschaft zu schaffen, bedarf es konkreter politischer Lösungen.

Mit ambitionierten Projekten gegen den
Klimawandel

Die gemeinnützige Organisation WWF unterstützt den Klimaschutz mit zahlreichen Projekten, darunter das Megaprojekt Stromwende mit dem erklärten Ziel, den Anteil der erneuerbaren Energien bis zum Jahr 2050 auf 84 Prozent zu heben, und das Projekt Schlauer Bauen für das Klima, das sich die Senkung des Heizwärmebedarfs aller Häuser bis 2050 um fast 90 Prozent zum Ziel gesetzt hat. Denn nicht nur im industriellen Sektor, auch in den privaten Haushalten kann dem
Klimawandel durch nachhaltige Effizienzmaßnahmen entgegengewirkt werden.

Die Minderung des privaten Heizwärmebedarfs ist ein zentrales Mittel zur Senkung der klimaschädlichen CO2-Emissionen. Sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung alter Bausubstanz, zum Beispiel durch Wärmedämmung der Gebäudehülle und Fenster, kann der Raumwärmebedarf langfristig reduziert werden. Aber auch im Hinblick auf den Warmwasserverbrauch und den Energieverbrauch durch Elektrogeräte lässt sich mithilfe konkreter Energieeffizienzprogramme der energetische Standard in privaten Haushalten optimieren. Der WWF hat mit der Studie „Modell Deutschland – Klimaschutz bis 2050. Vom Ziel her denken“ einen Maßnahmenkatalog zur Treibhausgasminderung im Gebäudesektor und in den Bereichen Verkehr, Industrie, Landwirtschaft vorgelegt.

Mehr Reichweite durch Interaktion

Die Projektarbeit des WWF sieht unter anderem die Ausarbeitung konkreter Forderungspapiere für die Politik sowie aktive Aufklärungsarbeit durch Studien und Informationskampagnen vor. Die WWF-Projektleiter stehen aber auch als direkte Ansprechpartner zum Thema Klimaschutz zur Verfügung. Auf der im Juni 2012 ins Leben gerufenen Dialogplattform des WWF können Nutzer sich über Projekte und Aktionen informieren, Fragen stellen und mit den Experten über klimaschutzrelevante Themen diskutieren. „Wir nutzen unsere Online-Plattform, um Informationen aus erster Hand für unsere Unterstützer und weitere Interessierte aufzubereiten“, sagt Marco Vollmar, Mitglied der Geschäftsleitung beim WWF Deutschland.

Für die Umsetzung seiner Klimaschutzprojekte setzt der WWF auf Vernetzung und Transparenz. Um die breite Öffentlichkeit zu erreichen und neue Unterstützer für seine Projekte zu gewinnen, nutzt der WWF neben der Dialogplattform auch die sozialen Kanäle Twitter, Facebook, Google+ und YouTube. Aktivitäten auf der Dialogplattform können somit parallel beispielsweise über Facebook verbreitet und mit einer größeren Usergruppe geteilt werden.

Geschrieben von Stefan Brückner für WWF

Autor: KATALYSE Institut

Windenergie

Die in Wind enthaltene mechanische Energie kann in Windkraftanlagen mit einem Wirkungsgrad von ca. 40% zur Stromerzeugung und zum Antrieb von Maschinen (Wasserpumpen, Getreidemühlen) genutzt werden.

W. und Wasserkraft sind heute die mit Abstand kostengünstigsten Technologien zur Nutzung regenerativer Energiequellen.

Marktführend, technisch ausgereift und an windreichen Standorten wirtschaftlich sind Anlagen zwischen 200 und 400 kW elektrischer Leistung (Turmhöhe 30 bis 40 m); solche Windkraftanlagen werden von zahlreichen herstellern serienmässig gefertigt.

Siehe auch: Energie

Autor: KATALYSE Institut

Wechselrichter

W. wandeln den vom Solargenerator erzeugten Gleichstrom in technischen Wechselstrom (230 Volt) um.

Es gibt zwei Unterscheidungen: Den Inselwechselrichter (für autonome Photovoltaikanlagen) und den Netzgekoppelten W. (für den Anschluss an das öffentliche Versorgungsnetz).

Literaturangabe:
Heinz Ladener: „Solare Stromversorgung“

Autor: KATALYSE Institut

Wasserstoffmotor

Der W. ist ein Ottomotor , der mit Wasserstoff (H2) als Kraftstoff betrieben wird.

In verschiedenen Pilotprojekten wird derzeit die technische Machbarkeit eines Verkehrssystems auf Wasserstoffbasis erforscht.

Die Vorteile der Wasserstofftechnologie:
1. Neben der H2-Gewinnung aus fossilen Brennstoffen können regenerative Energiequellen wie Sonne, Wasser oder Windenergie zur Herstellung genutzt werden.
2. Als Verbrennungsprodukte entstehen nur Wasserdampf und Stickoxide (NOx), letztere liegen etwa um 50% unter denen eines Ottomotors mit Katalysator .
3. Das klimawirksame Gas Kohlendioxid (CO2), das bei der Verbrennung fossiler Kraftstoffe entsteht (Treibhauseffekt), wird nicht gebildet.

Die Nachteile des W. sind in erster Linie technische Probleme:
1. Der Wirkungsgrad des W. ist ähnlich wie beim Otto- oder Dieselmotor mit 30% gering, 70% der wertvollen Energie verpuffen als ungenutzte Wärme.
2. Bei dem langwierigen Betankungsvorgang (ca. 20 min/Tankfüllung) entweichen erhebliche Mengen H2. 3. Je nach Speicherung (Flüssiggas-Tank, Druckgaszylinder oder Metallhydrid-Tank) muß mit einem 10-20mal größeren Tankvolumen gerechnet werden, der Speicher ist rd. 100mal teurer und schwerer als ein Benzintank.
4. Aus H2-Flüssiggas-Tanks verdunsten pro Tag 1-2% H2, die in geschlossenen Garagen mit der Luft ein explosives Knallgas bilden können.
5. Im Flugverkehr eingesetzt, würde die ohnehin schon gefährlich hohe Wasserdampfkonzentration in den höheren Luftschichten weiter zunehmen.

Aufgrund der zur Verfügung stehenden Technologien bei der Herstellung von Wasserstoff ist dieser bisher noch mehr als 20mal teurer als Benzin und wird vermutlich auch noch in den nächsten Jahrzehnten äußerst unwirtschaftlich sein. Soll aber H2 zum Einsatz kommen, werden hocheffiziente, kleine Motoren in entsprechenden Fahrzeugen benötigt und nicht die bisher von der Automobilindustrie vorgestellten schweren Prototypen, die die kostbare Energie verschwenden.

Die ökologisch fragwürdige Vision vom W. als zukunftsweisende Alternative kommt angesichts der drohenden Klimakatastrophe zu spät und lenkt von den sofort verfügbaren und zudem wirtschaftlichen Lösungsansätzen im Verkehrssektor ab.

Lit.: W.Damm: Wasserstoff - Energieträger der Zukunft? In: Ökologische Konzepte 32, 1990; D.Seifried: Gute Argumente: Verkehr. München 1991

Autor: KATALYSE Institut

Wasserstoff

Chemisches Element, Symbol H, Ordnungszahl 1, Schmelztemperatur –259,14 °C, Siedepunkt –252,5 °C, Dichte etwa 0,07 g/Liter Wasserstoff. Wasserstoff ist das leichteste und im Universum häufigste (80 Prozent Anteil) chemische Element, das aus Proton und Elektron besteht.

Wasserstoff kommt auf der Erde als gasförmiges H2 vor, zum Beispiel in Wasser (H2O) und Kohlenwasserstoff. Gasförmiger Wasserstoff ist geruchlos und ungiftig. Wasserstoff entzündet sich bei 585 °C selbst und bildet mit Sauerstoff explosives Knallgas. Radioaktiver Wasserstoff wird als Tritium bezeichnet.

Wasserstoff gilt wegen seiner sauberen Verbrennung als Energieträger der Zukunft. Er verbrennt zu Wasser, dabei wird kein klimawirksames Kohlendioxid gebildet. Lediglich bei hohen Temperaturen kommt es durch Reaktion mit der Luft zur Bildung von Stickoxiden. Durch Absenkung der Flammentemperatur mittels hohem Luftüberschuss können die Stickoxidemissionen drastisch reduziert werden. Besonders umweltfreundlich ist der Einsatz in Brennstoffzellen.
Mittels Kernfusion kann Wasserstoff zur Wasserstoffbombe werden (Atomwaffen).

Gewinnung, Speicherung und Nutzung: Wasserstofftechnologie.

Autor: KATALYSE Institut

Wärmetransport

Örtlich unterschiedliche Temperaturen führen zu einer Wärmebewegung in Richtung der niedrigeren Temperatur.
Je nachdem, ob die Temperaturen zeitlich konstant oder veränderlich sind, ergeben sich stationäre oder instationäre Wärmeströme. In einem Bauwerk bestehen meist instationäre Wärmeströme. Der W. findet sowohl durch Wärmeleitung als auch durch Konvektion (über die Luft) und Wärmestrahlung (Infrarotstrahlung) statt. Der W. vom Innern eines Gebäudes nach außen ist für die Wärmeverluste verantwortlich (Wärmedämmung).

Lit.: P.Lutz u.a.: Lehrbuch der Bauphysik, Stuttgart 1989

Siehe auch: k-Wert, Bauphysik, Raumklima, Niedrigenergiehaus

Autor: KATALYSE Institut

Wärmepumpe

W. entziehen der Umgebung Wärme, die zum Heizen und Warmwasserbereiten genutzt werden kann. Die Wärme wird in einem geschlossenen Kreislauf von einem Energieträgermedium transportiert. Im Prinzip funktioniert die Wärmepumpe wie ein Kühlschrank, der den Lebensmitteln im Inneren Wärme entzieht und sie dann auf seiner Rückseite wieder an den Raum abgibt.

Da W. u.a. natürliche Umweltwärme nutzen, zählen sie zu den regenerativen Energiequellen. W. können auch in Kombination mit Sonnenkollektoren verwendet werden, um die gewonnene Solarwärme auf höhere Temperaturen zu bringen.
Eine Wärmepumpe funktioniert im Prinzip wie ein Kühlschrank, nur mit umgekehrtem Nutzen. Die Wärmeaufnahme und deren Transport übernimmt ein Arbeitsmittel, das sich in einem geschlossenen Kreislauf bewegt und nacheinander verschiedene Zustandsänderungen erfährt. Es wird verdampft, verdichtet, verflüssigt und entspannt. Die Wärmepumpe wandelt so Wärme niedriger Temperatur (z.B. 7 °C) in Wärme hoher Temperatur (z.B. 23°C) um.

Drei Viertel der zum Heizen und Warmwasserbereiten benötigten Energie entzieht die Wärmepumpe der Umwelt – gespeicherte Sonnenwärme in Erdreich, Wasser und Luft. Folgende Energiequellen können von Wärmepumpen genutzt werden:

Erdreich ist ein sehr guter Wärmespeicher. Seine Temperatur beträgt das ganze Jahr über etwa 8 bis 12 ° C. Zur Aufnahme der Wärme werden entweder Rohre in senkrechten Bohrlöchern (Erdsonden) oder Rohrschlangen waagrecht in 1 bis 1,5 m Tiefe verlegt.

Grundwasser ist ideal, um Sonnenwärme zu speichern. Selbst an sehr kalten Tagen liegt die Wassertemperatur zwischen 7 bis 12 ° C. Über einen Förderbrunnen wird das Grundwasser entnommen. Das abgekülte Wasser wird anschließend in einen Schluckbrunnen zurückgeführt.

Die Wärmequelle Luft kann überall und ohne großen baulichen Aufwand eingesetzt werden. Jedoch sinkt mit fallender Außentemperatur auch das Wärmeangebot. Deswegen ist an den wenigen besonders kalten Tagen im Jahr ein Heizstab erforderlich, um die Wärmepumpe zu unterstützen. Luftwärmepumpen gibt es in zwei charakteristischen Bauformen: als Kompaktwärmepumpe für die Innen- oder die Außenaufstellung.

Das Massiv-Absorbersystemist ein Wärmepumpen-Heizverfahren, bei dem speicherfähige Betonabsorber als Luft- und Strahlungsabsorber sowie unterirdische Betonspeicher als Erdabsorber fungieren.

Die Wärmepumpe kann gut mit Solarkollektoren kombiniert werden; durch Einkopplung der Solarwärme in einen von der Wärmepumpe betriebenen Warmwasserspeicher oder die kostengünstige dezentrale energiesparende Nacherwärmung über Durchlauferhitzer: Dann sorgt die Wärmepumpe allein für die Raumheizung.

Durch Einsatz dieser kostenlosen Umweltwärme und rund einem Viertel Antriebsenergie für den Verdichter ist die Wärmepumpe problemlos in der Lage Ein- und Mehrfamilienhäuser zu beheizen. W. unterscheiden sich v.a. durch die Art des verwendeten Verdichters, mechanische Verdichter bei Kompressions-W. und thermische Verdichter bei den noch seltenen Absorptions-W.. Je nach Antriebsenergie des Kompressors unterscheidet man Elektro-, Gas- oder Diesel-W.

Autor: KATALYSE Institut

Wärmenutzungsverordnung

Das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) vom 14.5.90 macht die Nutzung "entstehender Wärme" zu einer Grundpflicht für Betreiber genehmigungsbedürftiger Anlagen.

Hiernach hat die Bundesregierung eine W. zu erlassen. Der Entwurf dieser Verordnung sieht vor, daß für bestimmte genehmigungsbedürftige Anlagen (nach dem BImSchG) vor der Errichtung ein Wärmenutzungskonzept (Energiekonzept) erstellt werden muß. Sind hierin vorgeschlagene Maßnahmen technisch machbar und zumutbar (das BImSchG geht über die wirtschaftliche Vertretbarkeit hinaus), so ist der Anlagenbetreiber verpflichtet, die Maßnahme zur Wärmenutzung durchzuführen.

Wenn sich z.B. der Einsatz einer Wärmerückgewinnung in einem chemischen Betrieb in weniger als 8 Jahren amortisiert, ist der Betreiber verpflichtet, diese einzubauen. Im Rahmen des Abwärmenutzungsgebotes muß auch die Möglichkeit der Wärmeabgabe an Dritte geprüft werden.

Autor: KATALYSE Institut

Wärmenutzungsgebot

Das Bundesimmissionsschutzgesetz (BImSchG) schreibt eine Wärmenutzungsverordnung vor, die ein W. enthält.

Da diese Verordnung bisher noch nicht verabschiedet wurde, wird derzeit ein Entwurf diskutiert, nach dem der Anlagenbetreiber genehmigungsbedürftiger Anlagen im Rahmen der technischen Machbarkeit sowie der Zumutbarkeit verpflichtet ist, Wärme zu nutzen bzw., falls dies nicht möglich ist, Dritten anzubieten.

Autor: KATALYSE Institut

Wärmelieferungskonzept

Das W. sieht vor, daß ähnlich wie bei der Fernwärme der Eigentümer oder Mieter direkt Wärme von einem Dritten bezieht.

Seit einiger Zeit bieten eine Reihe von Energieversorgungsunternehmen Wärme nach dem W. an. Allerdings gibt es auch Initiativen seitens des Handwerks, Nah- bzw. Fernwärme anzubieten. Vorteil des W. ist, daß der Vermieter sich nicht mehr um die Heizungsanlage kümmern und investieren muß und für den Mieter die Miete geringer ist. Durch die erhöhten Heizkosten besteht ein größerer Anreiz zur Energieeinsparung. Gesetzlich geregelt ist das W. in der Heizkostenverordnung.

Durch dieses Modell wird letztlich das Problem umgangen, daß ein Hauseigentümer letztlich kein Interesse daran hat, energiesparende Technologien einzusetzen, da er die Kosten, trotz Wirtschaftlichkeit, nicht auf die Miete umlegen darf. Der Wärmelieferant hingegen kann an der Energie- und damit Kosteneinsparung verdienen. Das W. stellt somit ein marktwirtschaftliches Instrument zum Umweltschutz dar.

Siehe auch: Fernwärme

Autor: KATALYSE Institut

Wafer

Wafer sind dünne Siliziumscheiben, welche zu Solarzellen verarbeitet werden.

Bei der Herstellung von Solarzellen wird hochreines Siliziums verwendet. Hochrein ist hier ein Reinheitsgrad von 99,99999 %, d.h. die Summe aller Verunreinigungen darf 100 Nanogramm pro Gramm Silizium nicht überschreiten. Aus der Silizium-Schmelze wird unter ständiger Rotation, ein monokristalliner Stab gezogen. Typisch für diese Stäbe ist ein Durchmesser von 10 cm und eine Länge von 100 cm. Nachdem eine p-Dotierung durch ein dreiwertiges Element (meist Bor) erfolgt ist, werden diese Stäbe in dünne Scheiben von etwa 0,5 mm zerschnitten.

Diese Scheiben nennen sich "wafer". Die Waferdurchmesser unterscheiden sich je nach Halbleiterwerkstoff und Verwendungszweck (Silicium: 150 mm, 200 mm und 300 mm. Je größer der Wafer, desto mehr Chips können darauf untergebracht werden. Da bei größeren Wafern der geometrische Verschnitt kleiner wird, können die ICs kostengünstiger produziert werden.

Um bei diesen Wafern einen p-n-Übergang zu bekommen, welcher für die Spannungserzeugung später notwendig ist, erfolgt eine n-Dotierung mit einem fünfwertigen Element (meist Phosphor). Anschließend werden die Seiten und der hintere Teil der Wafer weggeätzt. Durch das Aufdampfen oder Aufdrucken der elektrischen Kontakte entsteht schließlich eine monokristalline Silizium-Solarzelle.

Literaturangabe:
Heinz Ladener: Solare Stromversorgung

Autor: KATALYSE Institut

UV-Strahlung

Ultraviolette Strahlung gehört zur elektromagnetischen Strahlung und besitzt eine Wellenlänge zwischen 180 und 400 nanometer. Sie schließt sich im Spektrum an das energiereiche (violette) Ende des sichtbaren Lichts an.

Die Wirkung von U. ist abhängig von der Wellenlänge, man unterscheidet UV-A (400-320 nm), UV-B (320-280 nm) und UV-C (280-180 nm). UV-C und in geringerem Maße UV-B wirken auf lebende Zellen (z.B. Bakterien) abtötend (dies wird in Medizin und Technik zur Desinfektion genutzt). Im Sonnenlicht, das zur Erde gelangt, sind neben sichtbarem Licht und Infrarotstrahlung nur UV-A und UV-B enthalten (Globalstrahlung). Das kurzwellige, besonders schädliche UV-C wird in der Stratosphäre (Atmosphäre) durch Ozon vollständig absorbiert. UV-A ist für die Hautbräunung (Pigmentierung) verantwortlich, UV-B trägt ebenfalls zur Hautbräunung bei und aktiviert - in kleinen Dosen - Atmung, Kreislauf, Stoffwechsel, Drüsenfunktion und den Allgemeinzustand des Menschen, in höheren Dosen kann es zu schweren Verbrennungen (Sonnenbrand) führen. Die Hautbräunung ist der Versuch des Organismus, sich vor den nachteiligen Wirkungen der U. und ihrer gefährlichen Überdosierung zu schützen. Mögliche gesundheitliche Folgen durch Sonnenbaden, Höhensonnen und Solarien (diese geben nur UV-A ab): Hautkrebs und Linsentrübung (Grauer Star), vorzeitiges Altern der Haut (Sonnenbaden) und Schwächung des Immunsystems. Diese UV-bedingten Krankheiten werden in den nächsten Jahren infolge des Ozonabbaus deutlich zunehmen (Hautkrebs, Grauer Star). Die Ozonschicht in der Stratosphäre stellt einen Filter für UV-A und UV-B dar, wird sie dünner, gelangt mehr U. auf die Erdoberfläche. Man nimmt einen 2-5%igen Anstieg der U. pro 1% Ozonverlust an. Neben den o.g. Schäden am Menschen kommt es zu Schädigungen der Pflanzenwelt (Ernteeinbußen) und des Meeresplanktons. Absterbendes Plankton setzt Kohlendioxid frei (Treibhauseffekt). Sollte die Ozonschicht um 20% zurückgehen, wäre die U. so stark, daß sich niemand länger als 2 h ungeschützt im Freien aufhalten könnte, ohne daß die Haut Blasen bildet (Sonnenbrand).
Notwendig ist die UV-B-Strahlung im Sonnenlicht v.a. für Kleinkinder zur Synthese von Vitamin D. Vitamin-D-Mangel kann zu Rachitis, Knochenerweichung und Zahnverfall führen. Um dies zu vermeiden, genügt die U. des bedeckten Himmels bzw. Gesicht und Handrücken alle 2 Tage 10 min der Sonne auszusetzen.
In der medizinischen UV-Therapie wird U. z.B. eingesetzt bei Schuppenflechte, Akne, Hautallergien (Allergie) und -geschwüren und in der Lichttherapie.
U. kann zusammen mit eingenommenen Arzneimitteln oder auch Lebensmittelfarbstoffen (insb. Erythrosin E 127) zu starken allergieartigen Reaktionen führen. Weitere Quellen von U. im Alltag: Halogenlampen, spezielle Leuchtstoffröhren. U. wird von Glas, mit Ausnahme von Quarzglas, weitgehend absorbiert (keine Hautbräunung hinter Glasscheiben).

Autor: KATALYSE Institut

Wärmedämmung

Unter W. versteht man sämtliche Maßnahmen, durch die Wärmeverluste von Gebäuden an die Umgebung verringert werden (Wärmetransport).

 
 
 
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Stichwort: "Wärmedämmung" in der Rubrik Bauen & Wohnen

Unter W. versteht man sämtliche Maßnahmen, durch die Wärmeverluste von Gebäuden an die Umgebung verringert werden (Wärmetransport).

Hierzu gehören u.a.: die Verwendung von schlecht wärmeleitenden Baustoffen (U-Wert) für Außenwände und Dächer, der Einbau von wärmedämmenden Fenstern (Wärmeschutzverglasung) sowie das Vermeiden von Wärmebrücken und unkontrolliertem Luftaustausch.
Die W. besitzt das weitaus größte Potenzial zur Reduzierung des Heizwärmebedarfs (Heizenergiebedarf) und damit des privaten Energie-Verbrauchs schlechthin. Schätzungen zufolge kann der Heizwärmebedarf im Gebäudebestand durch W. mehr als halbiert werden.
Vergleicht man den Energieverbrauch verschieden gut gedämmter Einfamilienhäuser, wird der extreme Einfluss der W. auf die Energiebilanz deutlich. Ein 100 m2 großes ungedämmtes Einfamilienhaus Baujahr 1960 verbraucht pro Jahr ca. 3.700 l Heizöl, ein nach der Wärmeschutzverordnung 1982/84 gebautes Haus ca. 1.500 l, ein nach der Wärmeschutzverordnung 1995 etwa 1.000 l und ein nach dem aktuellen Stand der Technik errichtetes Niedrigenergiehaus nur noch etwa 500-700 l.
Eine optimale W. ist daher vor einer Optimierung des Heizungssystems (Heizung) und dem Einsatz regenerativer Energiequellen (Sonnenkollektoren) durchzuführen. Weitere Minimierungen des Heizenergiebedarfs lassen sich durch die Konzepte Passivhaus und Nullenergiehaus erzielen.
Für die Ausführung der W. stehen eine Reihe verschiedener Methoden und Materialien zur Verfügung, die unter dem Gesichtspunkt der Umwelt- und Gesundheitsbelastung sehr unterschiedlich zu bewerten sind (Wärmedämmstoffe, U-Wert). Insbesondere im Gebäude-Innenbereich (Dachdämmung, Innendämmung) können bei der nicht fachgerechten Verwendung von z.B. Mineralwolle oder anderen Faserdämmstoffen gesundheitliche Gefahren auftreten.
Bei einer nachträglichen W. sollte eine Außendämmung nach Möglichkeit bevorzugt werden, da Innnendämmungen i.d.R. die Wärmespeicherfähigkeit und das Sorptionsvermögen der Innenwand negativ beeinflussen, sowie den Taupunkt der Wand nach innen verschieben. Innendämmungen müssen daher sorgfältig geplant und ausgeführt werden, da sonst im Dämmbereich die Gefahr der Schimmelpilz-Bildung und sowie eine Verschlechterung des Raumklimas droht.
Auch durch Abdichten von Fensterfugen u.ä. lässt sich die W. meist deutlich verbessern. Allerdings wird bei zu geringem Luftwechsel das Wachstum von Schimmelpilzen gefördert und es kann zur Konzentrationserhöhung von Innenraumluft-Schadstoffen (Innenraumluftbelastung, Radon) kommen. Abdichten von Fugen sollte daher ein geändertes Lüftungsverhalten zur Folge haben (Lüften, Stoßlüften).
Schwachstellen in der W. eines Hauses können mit Hilfe der Thermographie sichtbar gemacht werden.

Siehe auch unter:
-> Heizwärmebedarf
-> Niedrigenergiehaus
-> Naturdämmstoffe
-> Transparente Wärmedämmung

Autor: KATALYSE Institut

Wärmedämmstoffe

Als W. werden die Baustoffe bezeichnet, die dafür eingesetzt werden, den Wärmedurchgang durch die Außenhülle eines Gebäudes zu vermindern.

W. werden aus sehr unterschiedlichen Materialien hergestellt, denen jedoch eines gemeinsam ist: großes Volumen bei geringem Gewicht infolge der vielen eingeschlossenen Hohlräume. Die in den Hohlräumen verbleibende Luft bewirkt die geringe Wärmeleitfähigkeit des Baustoffes (k-Wert). W. sind Leichtbaustoffe mit einer Rohdichte von 35 bis 150 kg/m3. Sie können in künstliche W. und natürliche W. unterteilt werden. Insb. von den künstlichen W. können infolge von Faserabgaben und/oder Ausdünstungen gesundheitliche Gefahren ausgehen. Künstliche organische W.: Polystyrol-, Polyurethanplatten und -schäume.
Man unterscheidet zwischen:
Künstliche mineralische W.: Mineralwolle und Schaumglas (Transparente Wärmedämmung).
Natürliche organische W.: Holzweichfaserplatten, Holzwolleleichtbauplatten, Cellulosedämmstoffe, Kork, Kokosfasern, Stroh und Schilfrohr.
Siehe auch Stichwort Naturdämmstoffe. Natürliche mineralische W.: Blähton, expandierte Perlite und Vermiculite.

Autor: KATALYSE Institut

Verbrauchsabhängige Heizkostenabrechnung

Die "Verordnung über die verbrauchsabhängige Abrechnung der Heiz- und Warmwasserkosten" von 1981 in der Neufassung vom 20.1.1989 hat zum Ziel, den Energieverbrauch durch Gebäudeheizungen (Heizung, Raumwärmebedarf) und Warmwasserbereitung zu vermindern.

Der Anreiz zur Änderung im Das Verbraucherverhalten hat grossen Einfluss auf die Umweltbelastung. Dies beginnt schon beim Konsumverhalten. Der Kauf umweltfreundlicher Produkte (Umweltzeichen) entlastet nicht nur die Umwelt bei Herstellung, Verwendung und Entsorgung, sondern kann auch Einfluss auf die Unternehmenspolitik ausüben (umweltorientierte Unternehmensführung, Ökomarketing). Verbraucherverhalten besteht darin, daß sich die V. am tatsächlichen Verbrauch des einzelnen orientiert. Die Betriebskosten werden dementsprechend verteilt. Das Ziel der Einsparung kann schon erreicht werden, wenn mindestens 50% der Heizkosten nach dem individuellen Verbrauch verteilt werden. Die V. führt nach Untersuchungen zu Energieeinsparungen von etwa 15%. Dazu werden Geräte zur Verbrauchserfassung von Wärme und Warmwasser angebracht.  Die Gebäude werden dabei nicht nach ihrer Nutzungsart unterschieden, sondern entscheidend ist, dass sie (sowohl Wohn- als auch gewerbliche Gebäude) von verschiedenen Personen genutzt, aber nur von einer gemeinsamen Anlage (Zentralheizung, Nah- oder Fernwärme, -wasser) versorgt werden. Bei fast 50% der zentral beheizten Wohnungen wurde bereits vor dem Inkrafttreten der Verordnung eine V. durchgeführt. Heute wird die V. in rd. 10 Mio Wohnungen angewandt.

Autor: KATALYSE Institut

Vakuumröhrenkollektoren

S. sind ein Bestandteil solarthermischer Anlagen. Sie absorbieren die einfallende Solarstrahlung und wandeln sie in Wärme um.

siehe: Sonnenkollektoren

Autor: KATALYSE Institut