Energietechnik auf Berghütten

Photovoltaik

Gerade die elektrische Nutzung der Sonnenenergie, die sogenannte Photovoltaik, ist auf Berghütten oft eine sehr sinnvolle Möglichkeit einen großen Teil der elektrischen Energieversorgung sicherzustellen. Hier wird an dem Ort Energie völlig emissionsfrei erzeugt, an dem Sie auch benötigt wird. Transportkosten fallen daher im laufenden Betrieb nicht an. Manchmal ist schon die Installation eines einzelnen Moduls ausreichend um bei einer Wochenendhütte die nötige Energieversorgung für das Licht sicherzustellen. Zu einer Photovoltaikanlage, die nahezu auf jedem Dach aufgebaut werden kann, gehört ebenfalls ein für das Gebirge und die Batterien richtig dimensionierter Laderegler. Über diesen werden dann die Batterien geladen und entladen und die Verbraucher mit Strom versorgt. Die Batterien müssen ebenfalls auf die Verbraucher und die Anlage selbst hin dimensioniert werden.

Die von uns zahlreich im Gebirge installierten Anlagen reichen von der Größe eines Moduls bis zu großen Anlagen mit über 16 kWp. Batterieanlagen installieren wir in der Größenordnung von 1 kWh bis zu 100 kWh.

Oft ist es sinnvoll zusammen mit einer Photovoltaikanlage noch eine weitere (regenerative) Energieform zu installieren um bei schlechterem Wetter ebenfalls noch ausreichend Energie zu Verfügung zu haben. Hier spricht man dann von Hybridanlagen. Diese können Wasserkraft-, Windkraftanlagen oder Motoren (vorzugsweise BHKWs), die mit alternativen Kraftstoffen (Pflanzenöl, Gas) betrieben werden, sein.

Windkraft

Bevor eine Windkraftanlage aufgebaut wird, muss meist am geplanten Standort das Windpotential über eine Saison gemessen oder mittels - z.B. des Hüttenwirts -entsprechend empirische Untersuchungen über die Windstärke ermittelt werden. Bei den meisten Anwendungen im Gebirge haben sich Anlagen bis zu einer Größe von 1,5 kW sehr gut bewährt, wenn man einige Aspekte wie z.B. Abbau der Flügel über den Winter, beachtet. Gerade in den Bergen ist das Material den extremen Wetterverhältnissen noch mehr ausgesetzt und das wiederum verlangt noch mehr Anpassung. Die Anlagen können oft eine sinnvolle Ergänzung zu einer Photovoltaikanlage darstellen, da oft bei schönem Wetter wenig Wind und bei schlechterem Wetter viel Wind herrscht.

Wasserkraft

Wenn eine Wasserkraftanlage mit vertretbarem Installationsaufwand zu verwirklichen ist, so ist sie oft 24 Stunden am Tag eine verlässliche Energiequelle. Die Anlagengröße ist dabei nach oben nahezu offen, nach unten können kleine Anlagen bis 100 W Anschlussleistung schon sehr gute Ergebnisse bringen. Gerade die kleineren Anlagen können oft in schon bestehende Systeme für die Trinkwassergewinnung mit integriert werden und erfordern damit einen nur kleinen Installationsaufwand. Auch diese Anlagen sind in einer Hybridanlage sehr gut zu installieren.

Am Anfang einer Wasserkraftanlage steht jedoch das Messen der Wassermenge des Baches oder der Quelle, die man nutzen möchte. Dann muss i.d.R. eine wasserrechtliche und naturschutzrechtliche Eingabeplanung erstellt und eingegeben werden. Nach Erteilung der behördlichen Erlaubnis kann man die Druckleitung, das Turbinenhäuschen, den Blitzschutz und die elektrischen Leitungen bauen und die Einbindung in die bestehende Energieanlage durchführen. Die Überschussenergie kann dabei z.B. zum Beheizen eines Warmwasserboilers herangezogen werden.

Blockheizkraftwerke mit Pflanzenöl oder Gas als Kraftstoff

Blockheizkraftwerke sind vereinfacht gesprochen Motoren die einen elektrischen Generator antreiben, bei denen die Abwärme aus Kühlung und Abgas thermisch genutzt wird. Da damit sowohl elektrische als auch thermische Energie gewonnen wird, ist der Nutzungsgrad der eingesetzten Primärenergie sehr hoch. Auf einer Berghütte kann damit zum einen die elektrische Energieversorgung unterstützt und zum anderen der thermische Bedarf (Heizung und Warmwasser) gedeckt werden. Natürlich ist es auch hier notwendig, den exakten Energiebedarf zu ermitteln und anschließend – oft in einer Hybridlösung mit anderen Energiequellen – die richtige Maschine und den entsprechenden Treibstoff auszuwählen. Immer wenn die Hütte mit einem LWK angefahren werden kann, ist Gas realisierbar. Wird die Hütte jedoch mit einer Materialbahn oder mit dem Hubschrauber versorgt wird, ist Pflanzenöl oft die einzig mögliche Energiequelle.

Heimisches Pflanzenöl ist dabei bis ca. –15 °C ohne Probleme verwendbar. Nur sollte das Öl einmal im Jahr verbraucht werden, da es mit dem Luftsauerstoff reagiert und auf Dauer „ranzig“ wird. Der Treibstoff ist nahezu CO2 neutral und hat die Wassergefährdungsklasse 0 (im Vergleich Diesel 2). Aus ökologischen Gründen sollte jedoch kein Palmöl verwendet werden.

Solarthermie

Ähnlich wie im Flachland werden solarthermische Anlagen im Gebirge für die Gewinnung von Warmwasser installiert. Die Kollektoren werden auf Grund der höheren Wind- und Schneelast mit einem verstärkten Gestell auf dem Dach montiert. Über die isolierten Rohrleitungen und über die Pumpengruppe mit meist drehzahlgesteuerter Pumpe wird das Wärmeträgermedium zu einem oder mehreren Warmwasserboilern geleitet. Zur gesicherten Warmwasserbereitung bauen wir häufig einen Durchlauferhitzer und einen Brauchwassermischer nach dem Warmwasserausgang der Boiler.

Manche Anlage kann gerade in den Monaten, in denen die Hütte geschlossen ist, einige Räume oder auch Kompostanlagen mit der dargebotenen Energie beheizen. Auch rein zur Abwasserbehandlung können solche Anlagen sehr wertvolle Dienste leisten, da im Gebirge die Temperatur sowohl bei der Kompostierung als auch bei der biologischen Reinigung eine große Rolle spielt. Luftkollektoren sind ebenfalls eine gute Möglichkeit ohne großen Aufwand eine Hütte zu trocknen oder wichtige Prozesswärme in ein System einzubringen. Eine andere gute Lüftungs- und Heizmöglichkeit bieten die Solarluftsysteme von Grammer Solar. Hier wird die Luft im Kollektor erwärmt und anschließend der Hütte zugeführt.

Batteriesysteme und Inselwechselrichter

Da die Batterieanlage in einem Energiesystem oft der teuerste Posten ist und nur eine begrenzte Lebensdauer aufweist, ist es besonders wichtig im Vorfeld richtig zu planen. Hierbei gilt es zu klären wie hoch die Belastungen in quantitativer und temporärer Art sind, welche die Batterie puffern muss. Gerade bei hohen Strömen ist der Spannungsabfall nicht zu vernachlässigen. Im Gebirge ist in der Praxis oft eine größere Batteriekapazität als berechnet notwendig, da zum einen die Kälte die elektrochemischen Prozesse verlangsamen lässt und zum anderen es oft viel teurer ist die Batterie öfter austauschen zu müssen (Transport) als gleich eine etwas großzügiger bemessene Batterieeinheit zu installieren. Wir installieren Anlagen von 100 Ah/12 Vdc bis hin zu 2000 Ah/48Vdc.

Wie bei der Dimensionierung der Batterieanlage wird auch der Inselwechselrichter auf die Anforderungen der Inselanlage hin ausgewählt. Dies geht von kleinen einphasigen Wechselrichtern mit 300 Watt Leistung bis hin zu großen dreiphasigen Wechselrichtersystemen mit 18 kW Dauerleistung. Dabei können die externen Energiequellen entweder DC und/oder AC seitig eingebunden werden.  

Die zugehörige Elektrifizierung mit Lampen (sowohl in 12, 24 und 230 Volt-Technik), Steckdosen, Sicherungskästen und Zählern für eine ganze Hütte führen wir ebenso aus wie die Einbindung der Solaranlagen in die bestehenden Blitzschutzanlagen.

Die einzelnen Komponenten wie Lampen, Regler, Batterien, Module oder ganze Selbstbausätze können natürlich bei uns bezogen werden. Bitte fragen Sie nach den entsprechenden Produkten.

Trinkwasseraufbereitung

Bei der Versorgung einer Hütte mit Trinkwasser ist meist eine wasserrechtliche Eingabeplanung von Nöten, damit die Wasserrechte auch eindeutig geklärt sind. Diese Eingabeplanung samt Abwicklung mit den Behörden wird natürlich auch von uns übernommen.

Des Weiteren installieren wir selbst kleine UV-Aufbereitungsanlagen mit zugehörigen Vorfiltern für die keimfreie Nutzung des Trinkwassers. Die Größe der Anlage richtet sich dabei nach dem maximalen Durchfluss, der Trübungsmessung des Wassers und der zu Verfügung stehenden elektrischen Energie. Unsere eingesetzten Geräte sind dabei sowohl in 12, 24 und 230 Volt – Technik zu beziehen. Ein möglichst hoher Wirkungsgrad wird dabei von den von uns eingesetzten Produkten eines führenden Herstellers besonders berücksichtig – damit ist der Energieverbrauch zu der Menge des entkeimten Wassers sehr günstig.

Seit 2007 dürfen nur noch Anlagen, die nach DVGW (und Ö-Norm) zertifiziert sind, eingesetzt werden. Das heißt auch, dass alle anderen Anlagen, auch wenn sie die Werte noch bringen, nicht mehr zulässig sind. Zu den neuen Anlagen müssen i.d.R. zwei Vorfilter – 0,5 Micro Meter und 1 Micro Meter vorgeschalten werden, damit die Trübung nicht über 0,2 NTU Trübungseinheiten steigt und damit die Werte evtl. nicht eingehalten werden können. Auch muss ein Betriebstagebuch geführt werden.

Wir installieren nicht nur die Anlagen, sondern können dann auch die Wartung mit übernehmen. Auch die erforderlichen Trinkwasserproben können von unserer zertifizierten Probennehmerin auf jeder Hütte bzw. natürlich auch im Tal gezogen werden.

Komposttoilette

Auszug aus einer Veröffentlichung von uns zum Thema Komposttoiletten:

Abwasserbehandlung im Gebirge ist nach wie vor eine große Herausforderung für Planer und Betreiber. Die äußeren Umstände wie Eis, Schnee, Kälte, Bodenbeschaffenheit und Energieversorgung erschweren die Auswahl eines funktionierenden und geeigneten Abwasserreinigungsverfahrens. So ist die Anwendung von im Flachland bewährten Anlagen im Gebirge oft gescheitert.Für jede Hütte muss letztlich ein eigenes, auf sie zugeschnittenes Konzept aus Energieversorgung und Abwasserentsorgung erarbeitet werden. Dies wurde in der Vergangenheit oft nicht entsprechend beachtet. Die Folge sind technische Probleme und Misserfolge. Grundsätzlich geht die Entwicklung in der alpinen Abwassertechnik in die Richtung, dass versucht wird, möglichst früh die festen Stoffe von dem Flüssigen zu trennen und separat zu reinigen. So kann beispielsweise eine Komposttoilette ca. 40% bis 50% der anfallenden BSB5 Fracht des Abwassers reduzieren. Die Folge ist, dass die nachgeschaltete biologische Reinigungsanlage entsprechend kleiner dimensioniert werden kann und damit die Kosten (Grabungen, Anlagenteile, etc...) reduziert werden.

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Filtersackanlage

Filtersackanlagen dienen in der Abwasserreinigung der Zurückhaltung und Trennung der Feststoffe vom übrigen Abwasser. Das gesamte Abwasser wird hierbei über Säcke geleitet und anschließend evtl. weiter behandelt. Durch eine moderne Anlage wird der Wartungsaufwand auf ein Minimum (1 x Saison) gesenkt und die Betriebssicherheit erhöht.

Ein weiterer Vorteil gerade bei den neuen Verordnungen (Abtransport ins Tal) ist die bereits saubere „Verpackung“ des Materials Reststoff.

Das besondere an unserer PEHD - Filtersackanlage ist Ihre Transportfähigkeit. Die Anlage ist mit 4 Hubschrauberaufnahmepunkten, Steckmuffen für DN 150 Rohr (Entlüftung und Abwasserrohr), Plattenschieber für die Beschickung der 2 Filterstraßen, Türe mit Belüftung, Lochsteg für den Ablauf der Flüssigkeiten und je bis zu 15 Stück Aufnahmehälse für die Säcke in einer Halbschale (Service) versehen. Die Anlage hat einen Durchmesser von DN 2000 oder DN 2500, eine Länge abhängig von der Anzahl der Säcke und ein Hubschrauber taugliches Gewicht. Das verwendete Material ist PEHD und damit nicht nur extrem witterungsbeständig sondern auch sehr stabil. Ein großer und gerade im Gebirge wichtiger Vorteil, ist die schnelle Bauzeit vor Ort - kein Betonieren - die Anlage kann anschlussfertig antransportiert werden und ist innerhalb von nur ein paar Stunden betriebsbereit.

Bauseits muss ein entsprechender Aushub bzw. Platz vorbereitet und mit Sand geebnet werden.Der Einbau sollte ca. 3 - 5° Neigung nach unten sein (Ablauf), die erste Überdeckung der Anlage sollte mit feinem Schotter oder Kies erfolgen. Die Anlage kann dann mit bis zu 3 m überschüttet werden und verträgt auch eine Schneelast von 5 m.

Der Transport mit einem entsprechend großen Hubschrauber hat sich bewährt und ist innerhalb kurzer Zeit zu erledigen. Der Transport von unserer Seite erfolgt frei LKW Abladeplatz. Bei der Montage durch ein Bauunternehmen sind wir ebenfalls, falls nötig, vor Ort oder aber wir montieren Ihnen die komplette Anlage. Auch in bestehende 3-Kammeranlagen kann das System eingebaut und die Reinigungsleistung damit verdoppelt werden. Hierzu werden die Trennwände entfernt, die Anlage gesäubert und dann Filterrinnen mit Aufnahmehälsen für die Filtersäcke angebracht.

Der Wirkungsgrad der Reinigungsleistung bezogen auf die gesamte Schmutzfracht legt hier bei 0,4 also bei 40 %.

Der Vorteil einer Filtersackanlage gegenüber einer Siebschnecke ist zum einen dass keine elektrische Energie benötigt wird und zum anderen die Anlage betriebssicherer und mit weniger Wartung läuft. Das Filtergut ist zudem bereits nach dem Austrocknen über den Winter in Säcken abgefüllt und kann somit im Frühjahr ohne große Anstrengungen ins Tal befördert und entsprechend den Auflagen entsorgt werden.

Momentan sind auch Versuche mit Schlämmen aus der flüssigen Vorklärung am Laufen. Hier soll der Klärschlamm praktisch verpackt und getrocknet werden.