Solaranlage
Thermische Solaranlagen nutzen das Sonnenlicht um damit nutzbare Wärme zu erzeugen. Am häufigsten verbreitet sind Anlagen die Brauchwasser im Wohnbau erwärmen. Das Sonnenlicht erhitzt den Kollektor, und dieser gibt die Wärme über das Wärmeträgermedium an einen Speicher weiter. Von dort kann die Wärme bei Bedarf entnommen werden.

Einstrahlung
Die Sonne strahlt mit ca. 1000 Watt pro m² auf die Erde ein. In Österreich führt dies zu einer Energiemenge von etwas über 1000 kWh (Kilo Watt Stunden) pro m² und Jahr, die uns die Sonne liefert. Zum Vergleich, das entspricht ungefähr der Energiemenge von 200 kg Holzpellets oder 100 Liter Heizöl. Man kann natürlich nur einen Teil dieser Energie nutzen. Systeme mit thermischen Solarkollektoren haben einen Gesamtwirkungsgrad, der sich im Bereich von ca. 35% befindet.

Warmwassererzeugung
Mit 6 m² Kollektorfläche und einem 300 Liter fassenden Solarspeicher kann man ca. 2/3 des Warmwasserbedarfs eines durchschnittlichen Haushalts decken. Im Sommer ist eine komplette Deckung des Warmwasserbedarfs über die Solaranlage an fast allen Tagen möglich. Über das ganze Jahr betrachtet ist eine Zusatzheizung aber in jedem Fall nötig. Diese kann auf jedem üblichen Heizenergieträger basieren.

Heizungsunterstützung
Es besteht auch die Möglichkeit, die Anlage größer zu dimensionieren und das Heizungssystem des Hauses mit der Solaranlage zu unterstützen. Mit mehr Kollektorfläche und einem größeren Pufferspeicher erreicht man, dass fast das ganze Warmwasser durch die Solaranlage erzeugt und zusätzlich noch die Heizung des Hauses unterstützt wird. Vor allem in den Übergangszeiten kann dieses System den Heizkessel entlasten und damit den Brennstoffverbrauch reduzieren. Voraussetzung für die wirksame Einbindung in das Heizungssystem sind große Wärmeabgabeflächen (Niedertemperaturheizung).

Kollektortypen
Für Wohnhäuser werden meist Flach- oder Röhrenkollektoren verwendet. Der Röhrenkollektor besteht aus mehreren nebeneinander liegenden doppelwandigen Glasröhren in deren Mitte einer Metallfinne Sonnenwärme einfängt und auf ein ebenfalls mittig liegendes Rohr überträgt. Zwischen den beiden Glaswänden befindet sich ein Vakuum, das thermisch isoliert. Der Flachkollektor besteht meist aus einem Kupferrohr, das an eine Absorberplatte, die Wärme leitet, angelötet ist. An der Rückseite isoliert und an der Oberseite mit einer Glasplatte, die vor thermischen Verlusten schützt, wird der Kollektor von einem Wärmeträgermedium durchströmt, das die Wärme zum Verbraucher oder Speicher leitet. Sowohl Röhren als auch Flachkollektoren sind langjährig erprobt und technisch ausgereift.

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Biomasse dient in verschiedensten Formen als Quelle für nutzbare Energie. Die Festbrennstoffe werden im Bezug auf ihre Rückstände in holzartige- (z.B.: Rinde, unbehandeltes Altholz, Sägerestholz) halmgutartig- (z.B.: Stroh, Heu, Grasschnitte) und sonstige Biomasse (z.B.: Klärschlamm) und in biogene Festbrennstoffe aus Energiepflanzen (z.B.: Energiegräser, Gerste, Miscanthus) unterschieden. Die Energiegewinnung aus Biomasse erfolgt durch verschiedene Umwandlungsformen. Die thermochemische Umwandlung erfolgt durch Verkohlung, Vergasung oder Verflüssigung. Die physikalisch-chemische Umwandlung erfolgt durch Pressung oder Extraktion und die biochemische Umwandlung erfolgt durch Gärungsprozesse. Die Wachstumsfaktoren der Biomasse sind von den Standortfaktoren (z.B.: Strahlung, Temperatur) und von den pflanzenbaulichen Maßnahmen (z.B.: Bodenverarbeitung, Aussaatverfahren) abhängig. Gemein haben alle Formen dass sie CO2-neutral verbrennen. Das Nachwachsen der Ressourcen ermöglicht eine Rückführung des CO2 in seinen natürlichen Kreislauf, indem die Pflanzen das klimarelevante Gas aufnehmen.

Holz
Holz in Form von Scheitholz wie auch Hackgut und Pellets wird häufig zur Wärmebereitstellung genutzt. In größeren Anlagen wird auch mittels Kraft-Wärme-Kopplung Wärme und Strom erzeugt. Im Raumheizungssektor bietet sich Holz als günstiger Brennstoff an und gibt die Möglichkeit umweltbewusst zu heizen. Ein Kilogramm Holz (4 – 5 kWh/kg) enthält ungefähr halb so viel Energie wie ein Liter Heizöl (10 kWh/l)und wird häufig als gespeicherte Sonnenenergie bezeichnet. Im Raumwärmesektor steigt die Nutzung von Hackgut und Pelletheizungen im Augenblick stark an. Diese sind teilautomatisiert und werden, abgesehen von der Ascheentleerung, ohne Arbeitsaufwand betrieben. In Österreich werden übrigens derzeit nur zwei Drittel des jährlichen Holzzuwachses wirtschaftlich genutzt. Weitere Infos finden Sie unter www.holzwaerme.at/cms/cms.php

Biogas
Auch Biogas ist Biomasse. Durch anaerobe (unter Ausschluss von Sauerstoff) Vergärung wird aus tierischen und pflanzlichen Abfällen (oder sogar eigens dafür geernteten Pflanzen), Methan (CH4) erzeugt, das danach vielseitig einsetzbar ist. Weitere Inhaltsstoffe wie Kohlendioxid und andere Verunreinigungen müssen für viele Anwendungen durch Reformation abgesondert werden. Gas hat den Vorteil, dass man es gut lagern und transportieren kann. Über eine Verbrennung in speziellen Gasmotoren oder umgerüsteten Dieselmotoren, die nach dem Zündstrahlprinzip arbeiten, wird mittels Kraft-Wärmekopplung Strom erzeugt. Biogas wird in zunehmendem Maß auch als Treibstoff eingesetzt.

Flüssige biologische Treibstoffe
Öle, Ester und Ethanol, gewonnen aus Feldfrüchten, können in flüssiger Form als Energielieferant fungieren. Diese haben den enormen Vorteil der Platz sparenden drucklosen Lagerung und können somit als technisch nahezu gleichwertiges Substitut für Diesel und Benzinkraftstoffe im Mobilitätssektor gesehen werden. Rohstoff sind hierfür meist Raps, Sonnenblumen, Zuckerrohr, Zuckerrüben und viele andere biologische Rohstoffe. Öle (z.B. Rapsöl und Sonnenblumenöl) können nach dem Pressen direkt genutzt werden. Dazu muss jedoch der Motor pflanzenöltauglich sein und durch die Zähflüssigkeit können vor allem im Winter Viskositätsprobleme auftreten, denen unter Umständen durch Tankheizsystemen entgegengewirkt werden muss. Die Art und Weise dieser Biomassenutzung ist jedoch nicht unumstritten. Die Ausweitung landwirtschaftlicher Nutzflächen zugunsten von Rohstoffen für industrielle Erzeugnisse kann problematische Folgen für die Befriedigung existenzieller Bedürfnisse, wie z.B. die Versorgung mit Nahrungsmitteln, haben. So steht die Produktion von Biokraftstoffen in Brasilien bereits in Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion. Als Ersatz von Benzin wird Alkohol aus Zucker gewonnen, dabei verdrängen gigantische Zuckerrohrplantagen und Fabriken den Anbau von Lebensmitteln wie Reis, Mais und Bohnen. Es stellt sich die Frage ob es möglich ist auf der Erde Nahrungsmittel für eine wachsende Weltbevölkerung in ausreichender Menge zu produzieren, nebenbei einen wachsenden Energiebedarf mit Energie aus nachwachsenden Rohstoffen zu befriedigen?

Ester wie der Fettsäuremethylester (FAME, z.B. Raps Methyl Ester – RME) sind in Form von Biodiesel bereits weit verbreitet. Zur Herstellung dieser wird Pflanzenöl unter Druck und Temperatureinwirkung sowie unter Zugabe von Methanol und anderen Reagenzien verarbeitet. FAMEs sind vielseitiger einsetzbar als die nicht umgestalteten Pflanzenöle, dafür ist der Herstellungsprozess auch energieintensiver und komplexer.

Ethanol gewinnt man mittels alkoholischer Gärung aus Biomasse. Ethanol wird in seiner Anwendung im Verkehrssektor häufig mit Benzin gemischt. Die Palette reicht von den Mischungen E2 (2vol%Ethanol, 98vol% Benzin) bis zu E100 (reines Ethanol). Normale Benzinmotoren können ohne Modifikation mit bis zu E10 betrieben werden.

Sonstige Biomasse
Zu der sonstigen Biomasse zählt man Klärschlämme aus der Abwasserreinigung sowie Ablaugen aus der Papier- und Zellstoffindustrie. Der ligninhaltige Rückstand, die sogenannte Ablauge, die bei der Gewinnung von Zellstoff aus Holz entsteht kann nach ihrer Eindickung zur Energiegewinnung verbrannt werden.

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Fast ein Drittel des österreichischen Gesamtenergieverbrauchs wird für Raumheizung verwendet. Durch den schlecht gedämmten Gebäudedurchschnitt hat dieser Sektor sehr großes Einsparungspotential. Ein Gebäude verliert den Großteil der Wärme über Transmission durch die Gebäudehülle. Diese Wärmeverluste können durch Dämmung stark reduziert werden. Niedrigenergie und Passivhäuser zeichnen sich durch eine sehr gut gedämmte Gebäudehülle aus, welche den Heizenergiebedarf des Gebäudes stark reduziert. Bei Außenwänden sind Dämmstärken von über 20cm (PH über 30cm) zunehmend üblich. Decken werden noch besser gedämmt, da der Wärmeverlust nach oben größer ist und somit hier noch dicker gedämmt werden muss. Auch bei den Fenstern gilt es auf die isolierenden Eigenschaften zu achten. Maßeinheit für die Wärmeleitfähigkeit eines Bauteiles ist der U-Wert. Desto kleiner der ist, desto besser isoliert der Bauteil. Bei Passivhäusern bewegt sich der U-Wert in Bereichen von ca. 0,12 W/m²/K für Wände und ca. 0,7 W/m²/K für Fenster.

Neben den Transmissionsverlusten machen die Lüftungswärmeverluste ebenfalls einen bedeutenden Anteil an den Wärmeverlusten aus. Deshalb kann man zum Beispiel nur mit einer kontrollierten Wohnraumlüftung mit Wärmerückgewinnung überhaupt Passivhausstandard (Energiekennzahl EKZ < 15 kWh/m²a) erreichen. Die Wohnraumlüftungsanlage entzieht der Abluft Wärme und überträgt diese auf die Zuluft. Für den sehr hohen energetischen Standard eines Passivhauses muss aber auch auf andere bautechnische Details, wie die Luftdichtheit und Wärmebrückenfreiheit, besonders geachtet werden. Ein großer Unterschied zwischen Niedrigstenergie und Passivhaus ist neben der geringeren EKZ und der nicht nur optionalen, sondern unbedingt erforderlichen Lüftungsanlage auch noch die Tatsache, dass bei einem Passivhaus das konventionelle Heizungssystem entfallen kann. Durch den enorm niedrigen Verbrauch ist es möglich das ganze Haus nur über die erwärmte Zuluft zu beheizen.

Die Dämmstärken der Gebäude sind in den letzten Jahren kontinuierlich gestiegen. Wer jetzt mit zu geringer Dämmung baut wird in fünf Jahren ein überholtes Gebäude besitzen. Die Zukunft gehört dem Niedrigstenergie- und dem Passivhaus.

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Seit dem Jahr 1970 ist der Gesamtenergieverbrauch in Österreich von 797 PJ auf 1395 PJ (2004) um 75% angestiegen. Der zunehmende Energiehunger in Österreich und der ganzen Welt lässt unsere Ressourcen immer schneller schrumpfen. Ausstoß von immer mehr klimawirksamem CO2 und Kriege um Ressourcen sind Folgen dieses übermäßigen Energiebedarfs.
Neben der Substitution von fossilen Energien durch Erneuerbare ist die Effizienzsteigerung unentbehrliches Instrument auf dem Weg in eine sichere Zukunft

Strom
Elektrizität ist eine sehr hochwertige Energieform. Aus in der Natur vorkommenden Rohstoffen kann man nur mit hohen Wirkungsgradverlusten Strom erzeugen. Die Bereitstellung von Strom benötigt in Bezug auf seinen Primärenergiegehalt mehr Energie als beispielsweise Prozesswärme.

Die Substitution von Strom durch nicht so hochwertige Energieformen (z.B.: Warmwasserbereitung durch Solarenergie anstatt durch den E-Boiler) kann - auf den Primärenergieeinsatz zurückgerechnet - Energie sparen.

Durch das Verwenden von effizienteren Verbrauchern besteht ebenfalls ein extrem großes Einsparungspotential. Eine Energiesparlampe verbraucht beispielsweise nur etwa 15% der Energie, die eine Glühlampe gleicher Leuchtkraft benötigt.

Das Vermeiden unnötiger Verluste ist eine weitere wichtige Maßnahme. Stand-by-Verluste sind Verluste die ein elektrisches Gerät verursacht ohne in Betrieb zu sein. Durch das komplette Ausschalten, oder das Trennen der Netzverbindung (ausschaltbare Steckdosenleiste) können diese Verluste gänzlich vermieden werden.

Wärme
In der Industrie in Form von Prozesswärme und in den Haushalten in Form von Raumwärme und Warmwasser ist die Energieform Wärme allgegenwärtig. Vermieden werden können Verluste meist durch gezielten Einsatz und durch Dämmen. Im Wohnbaubereich ist die Senkung von Wärmeverlusten ein topaktuelles Thema. Mehr dazu unter dem Punkt Passivhaus, Niedrigstenergiehaus.

Mobilität
Der Energieverbrauch für den Verkehr nimmt in Österreich seit Jahrzehnten extrem zu. Das liegt daran, dass sich das Verkehrsaufkommen drastisch erhöht und die Effizienz der Verkehrsmittel sich kaum steigert. Die großen Einsparpotentiale liegen in..

• ..der Vermeidung des Verkehrs durch regionale Wertschöpfung und Nutzung von Ressourcen aus der nahen Umgebung. Jedes Konsumgut hat eine bestimmte Fahrtstrecke hinter sich und diese belastet durch den Einsatz von Transportmitteln unsere Umwelt. Es liegt in der Hand der KonsumentInnen, Güter aus der näheren Region zu bevorzugen.
• ...der Wahl von effizienten Verkehrsmitteln. Das Auto ist, wenn man nicht gerade zu viert unterwegs ist, eine ziemliche Energieschleuder. Fahrradfahren, Bus und Bahn sowie zu Fuß gehen bilden deutlich energiesparendere – und oft auch gesündere - Fortbewegungsmöglichkeiten.
• PKWs mit geringem Verbrauch benötigen weniger Treibstoff bei derselben Transportleistung wie „Benzinschlucker“. Erkundigen Sie sich bei Ihrem Fahrzeughändler nach verbrauchsarmen Fahrzeugen (< 4 Liter/100 km)
• Raumordnerische und städtebauliche Aspekte können mit durchdachten Gesamtlösungen zu einer starken Vermeidung von Verkehrsaufkommen führen. Neben einem effizienten engmaschigen Netz an öffentlichen Verkehrsmitteln und sicheren Radwegen muss auch die regionale Versorgungssicherheit gegeben sein.

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Photovoltaik ist eine Möglichkeit aus Sonnenlicht direkt Strom zu erzeugen. Die üblicherweise aus einem Halbleitermaterial gefertigte Solarzelle hebt bei dem durch Lichteinstrahlung bestehenden Photonenbeschuss Elektronen von einem niedrigen Energielevel auf ein höheres, was zu Spannung führt. Als Halbleitermaterial wird meist Silizium verwendet. Dieser Rohstoff ist in sehr großen Mengen vorhanden. Sand zum Beispiel besteht auch aus Silizium. Für die Produktion von Solarzellen muss dieses Silizium allerdings sehr hohe Reinheit aufweisen. Dann muss man es einschmelzen um Kristalle zu ziehen. Dieses Einschmelzen erfordert natürlich Energie, jedoch erreichen Photovoltaikanlagen ihre energetische Amortisation (Energierücklaufzeit) bereits in drei bis sieben Jahren. Das ist jene Zeitspanne, die eine Photovoltaikanlage benötigt, um soviel Energie zu erzeugen, wie für ihre Herstellung benötigt wurde. Photovoltaik hat den Vorteil, dass es völlig emissionsfrei arbeitet. Weder Abgase noch Lärm werden beim Betrieb verursacht, und als Energiequelle wird die Sonne genutzt. Diese strahlt mit einer Leistung von ungefähr 1000 Watt pro Quadratmeter herab. Photovoltaik zeichnet sich ebenso wie die Solarthermie dadurch aus, dass keine Logistik für die Zuführung eines Kraftstoffes erforderlich ist. Es würde in Österreich ausreichen 2% der Fläche mit Photovoltaikmodulen zu bedecken um damit gleich viel Strom zu erzeugen wie das ganze Land im Jahr benötigt. Als Problem bliebe die Tatsache, das die Stromerzeugung unregelmäßig und nur in bestimmen Zeiten geschieht, der Bedarf hingegen ständig besteht. Da wir in Österreich über Pumpspeicherkraftwerke verfügen, können diese überschüssigen Energien bei entsprechendem Stromnetz Management auch durchaus effizient gespeichert werden. Gerade weil Photovoltaik zur Mittagszeit – der Stromverbrauchsspitze – die höchste Ausbeute hat, könnte sie auch im Spitzenlast-Management eine vorteilhafte Rolle einnehmen, z. B.: höchste Erträge zu Zeiten hohen Kühlbedarfes liefern. Nachteile der Photovoltaik sind die in Österreich noch hohen Investitionskosten, weiters die Verluste die durch Umwandlung von Gleichstrom in Wechselstrom entstehen und dass die Wirkungsgrade der Solarzellen derzeit noch vom physikalischen Optimum (dem theoretisch maximalen Wirkungsgrad von beispielsweise etwa 28 % bei kristallinem Silizium) entfernt sind. Bei Abwägung der Vor- und Nachteile bleibt Photovoltaik jedoch ein essentieller Baustein in einem nachhaltigen Stromszenario, basierend auf Stromeinsparmaßnahmen, Effizienzsteigerung sowie nachfrageseitiger Verbrauchssteuerung.

Inselsysteme
Bei Inselsystemen versorgt die Photovoltaikanlage einen autarken Bereich der vom öffentlichen Stromnetz unabhängig ist. Nachdem die Sonne nicht immer scheint, benötigt man die Möglichkeit Strom zwischenzuspeichern. Dafür sind im Inselbetrieb spezielle Solarbatterien vorgesehen. Komplexere Systeme erzeugen mittels Elektrolyse Wasserstoff, der als Energiespeicher fungiert. Dieser kann dann bei Bedarf durch eine Brennstoffzelle wieder Strom erzeugen.

Netzanbindung von Photovoltaik
Meist werden Photovoltaikanlagen mit dem öffentlichen Stromnetz verbunden. Dazu benötigt man Wechselrichter die den Gleichstrom der Module in Wechselstrom umwandeln, den man dann in das Stromnetz einspeisen kann. Das hat den Vorteil, dass man keinen eigenen Stromspeicher benötigt, das Netz wirkt puffernd, und wenn der eigene Bedarf die Erzeugung übersteigt bezieht man einfach Strom aus dem Netz. Wenn der eigene Bedarf geringer ist als die Erzeugung kann man den Überschuss in das Netz einspeisen und bekommt diesen vergütet. Rentabel ist dies nur wenn man für den eingespeisten Strom mehr als den Marktpreis von Strom erhält. Da die Investitionskosten von Photovoltaik derzeit noch hoch sind, braucht es Einspeisetarife, die staatlich gefördert werden damit sich die Investition amortisieren kann.

Eine Verschaltung von mehreren Solarzellen ergibt ein Modul. Diese Module gibt es in den verschiedensten Größen und Leistungsklassen. Es gibt drei häufige Typen von Solarzellen:

Monokristalline Zelle
Die monokristalline Solarzelle ist eine dünne Siliziumschicht die von einem einzigen Kristall abgeschnitten wurde. Beim Herstellungsverfahren werden über einen Meter lange Kristalle gezogen, die dann zerschnitten werden. Auf diese dünne Scheibe werden noch Kontakte aus Metall aufgedampft und das Ganze wird in Module eingebettet. Die monokristalline Zelle hat einen sehr guten Wirkungsgrad von ca. 17 %, ist jedoch aber auch am aufwändigsten in der Herstellung.

Polykristalline Zelle
Bei der polykristallinen Solarzelle werden Kristallblöcke gezüchtet, die aus mehreren Kristallen bestehen. Von diesen werden dann dünne Scheiben abgeschnitten, die später eine Zelle bilden. Durch die Grenzschichten zwischen den einzelnen Kristallen ergeben sich Widerstände, die den Wirkungsgrad etwas geringer ausfallen lassen als bei der Monokristallinen. Polykristalline Zellen haben Wirkungsgrade im Bereich von ca. 15%, sind dafür etwas einfacher herzustellen als die Monokristallinen.

Dünnschicht Zelle
Bei Dünnschichtzellen (auch amorphe Zellen genannt) wird eine nicht kristalline Siliziumschicht auf eine Trägerplatte aufgedampft. Dies hat enorm geringe Werkstoffdichten und damit geringen Materialverbrauch zur Folge. Nachteil dieser Zellen ist der relativ geringe Wirkungsgrat von ca. 6 %. Weiters haben diese Zellen die Eigenschaft, dass sich der Wirkungsgrad nach einem halben Jahr Betrieb leicht senkt, um dann auf dem etwas tieferen Niveau zu bleiben. Die Dünnschichttechnologien mit den hochwertigen Basismaterialien CIS (Kupfer-Indium-Diselenid) und CdTe (Cadmium-Tellurid) mit einem Zellwirkungsgrad von etwa 10 % sind bei Kleinmodulen bereits weit verbreitet.

Module mit Hochleistungszellen sind relativ neu auf dem Markt und teuerer als Standardmodule. Diese Hochleistungszellen sind meist optimierte monokristalline Zellen, die durch neue aufwändigere Technologien z. B. bei Kontaktierung, Oberflächenbehandlung oder spezielle Halbleiterschichtung den höchsten Wirkungsgrad mit Zellwirkungsgrad von 19,5 % erreichen.

Geforscht wird im Bereich Photovoltaik auf verschiedensten Ebenen. Von alternativen Materialien über Mehrschichtzellen bis hin zu biologischen Zellen wird vieles getestet.

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Privathaushalte:
Update: Der Fördertopf des Bundes ist beinahe zur Gänze ausgeschöpft. Lediglich für Wien ist noch ein Restkontingent verfügbar. Siehe dazu: Kontingentinfo des Klima Energie Fond (Die Landesförderung ist davon nicht betroffen.)

Im beiliegenden Dokument finden Sie eine Übersicht über die aktuellen Förderungen für Photovoltaik in Niederösterreich, Wien sowie des Bundes.

Download: Förderung PV

Gewerbe: 1000 Dächer Programm NÖ:
für Gewerbebetriebe, Gebietskörperschaften und sonstige öffentlich rechtliche Körperschaften, Vereine und landwirtschaftliche Betriebe. Gemeinsam mit dem Bund gibt es eine kofinanzierte Tarifförderung.

Tarife:
5 -10kWp: 39,98c/kWh.
10-20kwp: 28,98c/kWh.

Ablauf des Förderantrages, die wichtigsten Schritte im Überblick:
1) Netzzugang beim lokalen Stromnetzbetreiber beantragen. (z.B.: EVN)
2) Anerkennung als Ökostromanlage erfolgt durch das Land, Abteilung WST6
3) Förderantrag bei der ÖMAG => man erhält eine unverbindl. Bestätigung
4) Förderantrag beim Land für die Kofinanzierung kann erfolgen
5) Wenn alle Unterlagen vollständig vorhanden sind, und der neue Fördertopf 2010 wieder gefüllt ist erfolgt die verbindliche Zusage

Eine Antragstellung muss bei beiden Stellen erfolgen. Die Anträge beziehen sich auf den zukünftigen Fördertopf für 2010. Die Förderung wird nach dem Prinzip "first come, first served" vergeben. Nähere Informationen erhalten Sie bei den beiden Förderstellen:
www.noe.gv.at
www.oemag.at

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Die Sonne erwärmt die Erdoberfläche durch Tag und Nachtzyklen sowie unterschiedliche Oberflächen verschieden stark. Dunkle Landmassen werden stark erhitzt, und diese erwärmen dann die darüber liegenden Luftmassen. Die warme Luft ist leichter als kalte und steigt deshalb auf. Seitlich strömt dann kalte Luft nach. So entsteht eine Luftströmung die in Wechselwirkung mit den umliegenden Luftströmungen liegt und von der Oberflächenstruktur des Landes sowie zu geringem Teil von der Erdrotation (Corioliskraft) beeinflusst wird.

Windräder
Die im Wind enthaltene Bewegungsenergie kann man mit einer Windkraftanlage in Strom umwandeln. Der Energieertrag ist abhängig von der Erntefläche des Windrades (Fläche die von den Rotorblättern durchquert wird), von der Seehöhe (dünne Höhenluft enthält etwas weniger Masse, und damit weniger Energie) und vor allem von der Windgeschwindigkeit. Diese wirkt sich zur dritten Potenz auf den Ertrag aus, was bedeutet, dass eine geringfügig höhere Windgeschwindigkeit zu stark erhöhten Erträgen führt.

Es gibt verschiedenste Arten von Windrädern. Widerstandsläufer, wie es die bereits vor über 1000 Jahren existierenden Windmühlen waren, sind immer seltener geworden. Abgelöst wurden diese von den effizienteren schnell drehenden Auftriebsläufern. Die höheren Umdrehungsgeschwindigkeiten sind vor allem für die Stromproduktion günstiger, da man sich ein Getriebe erspart beziehungsweise einen viel kleineren und damit günstigeren Generator verwenden kann.

Die Rotorblätter der Auftriebsläufer sind im Querschnitt geformt wie ein Flugzeugflügel und nutzen genauso den Auftrieb, der durch Unterdruck entsteht wenn die Luft unterschiedlich lange Wege um ein Hindernis herum in Kauf nehmen muss. Hier haben sich wieder verschiedenste Bauformen entwickelt. Solche mit vertikaler (senkrechter) Drehachse wie zum Beispiel der Darrieus-Rotor fanden wegen verschiedener Nachteile (nicht selbst startend, höhere Materialbelastung) kaum Verbreitung. Der Auftriebsläufer mit horizontaler Drehachse konnte sich aufgrund seiner Eigenschaften durchsetzen und ist jetzt die am weitesten verbreitete Form von Windenergieanlagen. Meist werden Typen mit drei Rotorblättern verwendet, was seinen Vorteil in der resultierenden Drehzahl hat (weniger Rotorblätter erhöhen die Drehzahl, was günstiger für die Generatorauslegung aber ungünstiger für Materialbelastung und Geräuschentwicklung ist).

Österreich
In Österreich waren Mitte 2006 mehr als 600 Windräder installiert, die eine Gesamtleistung von fast 1000 Megawatt aufweisen. Diese werden im Jahr 2006 voraussichtlich ca. 2,5 % des österreichischen Strombedarfs produzieren (ges. Stromverbrauch 2005 in Ö. = 65.835 GWh; Windenergie erzeugt im 1 Halbjahr 2006 = 811 GWh lt. E-control). Durch günstige Einspeisetarifvergütungen hatte der Windenergiesektor in den letzten zehn Jahren in Österreich enormen Aufwind was zum Status quo führte. Durch die Ökostromgesetzesnovellierung und die neue Einspeiseverordnung wurden die Einspeisebedingungen verschlechtert und lässt eine zukünftige Stagnation des Wachstums in diesem Sektor vermuten. Mit der derzeitigen Nutzung ist das Windenergiepotential Österreichs nicht einmal annähernd ausgeschöpft.

Möglichkeiten
Dänemark demonstriert mit 25% der Stromerzeugung aus Windkraft was in einem Land mit günstigen Umweltbedingungen technisch machbar ist. Die Tatsache dass in Österreich die Windverteilung im Winterhalbjahr mehr Windertrag ermöglicht als im Sommer, macht diese zum günstigen Gegenspieler zur verbreiteten Wasserkraft welche im Winter weniger Ertrag liefert. Das Windenergiepotential ist in Österreich derzeit nicht ausgeschöpft, politische Rahmenbedingungen, die wirtschaftliches Betreiben einer Windkraftanlage ermöglichen, wären nötig um dem Windenergiesektor weitere Wachstumschancen zu geben.

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Kleinturbinenanlagen (<20 kW) werden in letzter Zeit populär. Anfragen bei uns und Partnerorganisationen nehmen zu. Allerdings ist Vorsicht geboten, da im verbauten Gebiet zumeist weit schlechtere Windbedingungen vorherrschen (Turbulenzen durch Gebäude, Hindernisse etc.). Weiters werden oft mit unkorrekten Zahlen Hoffnungen geweckt, welche sich in der Praxis nicht bewähren.

Falsche Platzierung
Die Erfahrung zeigt, dass Kleinwindkraftanlagen schlecht platziert werden, wie z.B. in zu geringer Höhe oder in der Nähe von Hindernissen. Windturbulenzen, hervorgerufen durch Hindernisse, stellen hohe Anforderungen an Turbinen und vermindern die Energieerträge, im Besonderen, wenn die Turbine nicht gleich auf die Richtungsänderung reagiert. Dies ist vor allem ein Problem bei horizontalen Windkraftanlagen (HWKA), weniger bei vertikalen Windkraftanlagen (VWKA). Abbildung 1 stellt die Windbedingungen im verbauten Gebiet dar und kennzeichnet optimale Platzierungen im linearen Strömungsbereich unter Einhaltung von Mindestabständen.

Verbesserungsmöglichkeiten und somit eine Erhöhung der Wirtschaftlichkeit von Kleinwindkraftanlagen kann durch eine weitere Optimierung der Turbinen aber auch durch die Platzierung erreicht werden. Zum Beispiel herrschen unter bestimmten Bedingungen im Dach- (bzw. Fassaden-)bereich bessere Strömungsverhältnisse als im linearen Bereich vor, bzw. können diese durch entsprechende Vorrichtungen (Leiteinrichtungen, Gebäudeintegration) erreicht werden.

Falsche Angaben
Unseriöse Angebote mit überschätzten Erträgen und nicht verifizierte Angaben der Hersteller verfälschen oftmals das reale Potenzial solcher Anlagen. Oft werden Erträge von Anlagen mit Durchschnittswindgeschwindigkeiten berechnet, wobei dieses Vorgehen verfälschte Ergebnisse liefert. Die Geschwindigkeit hängt zur 3. Potenz mit der Leistung zusammen. Es besteht daher ein beträchtlicher Unterschied ob immer 5 m/s auftreten oder 10 m/s und 0 m/s je zur Hälfte der Zeit (20% mehr Geschwindigkeit bedeutet ca. 70% mehr Leistung). Bei der Aufstellung im verbauten Gebiet ist der Standort deshalb genau zu untersuchen. Im Normalfall gibt eine einjährige Windmessung in Nabenhöhe Aufschluss über realisierbare Erträge. Untersuchungen für Kleinwindkraftanlagen ergaben, dass Volllaststunden von 300 bis 1.000 Stunden realistisch sind.

Wirtschaftlichkeit nur selten gegeben
Noch gibt es sehr wenig Erfahrung über tatsächliche Erträge von Kleinwindkraftanlagen im verbauten Gebiet. Einerseits sind erst wenige Anlagen in Betrieb, andererseits ist es aufgrund der auftretenden Windverhältnisse, die vom Standort abhängen, nur schwer abschätzbar mit welchen Energieerträgen gerechnet werden kann. Die Gesamtkosten für Kleinwind-Kraftanlagen liegen im Bereich von 3.200 – 7.500 €/kW (inkl. MwSt.). Im Vergleich dazu kosten Fotovoltaikanlagen zwischen 5.500 – 6.500 €/kWp (inkl. MwSt.). Der Stand der Technik erlaubt derzeit noch keinen wirtschaftlichen Betrieb von Kleinwindkraftanlagen.

Rechtliche Lage unsicher
Obwohl die Bewilligung von Kleinwindkraftanlagen rechtlich geklärt ist, sind diese aufgrund von Akzeptanz und geringer Erfahrung schwierig durchzusetzen.

Weitere Informationen
im Besonderen zu Produkten und Herstellern, Marktübersichten, Förderungen und Einspeisetarifen finden sie unter http://www.kleine-windkraft.at

Erfahrungsberichte
gibt es neben http://www.kleine-windkraft.at unter den folgenden Links:

http://home.arcor.de/wewima-windtechnik/html/ertrag.html

http://www.zotloeterer.com/unser_unternehmen/windenergietechnik.php

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Mit 1.9.2009, tritt die Energiesparlampenverordnung der EU in Kraft. Es wird schrittweise der Verkauf von besonders ineffizienten Lampen verboten. Den Beginn dabei macht die 100W Glühbirne und alle matten Glühlampen. Es ist lediglich der Verkauf von Glühbirnen betroffen - bereits im Haushalt befindliche Leuchtmittel können weiter verwendet werden.

Die Alternativen

Leuchtstofflampe

Hocheffiziente Halogenlampen

LED Lampen

Entsorgung

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