Dank moderner Technologien müssen Heizung und Klimaanlagen weniger oder gar nicht mehr arbeiten, wenn Fenster und Türen geöffnet sind. Dies verringert die Energiekosten und den CO₂ Ausstoß in vielen Fällen um mehr als 20 Prozent.
Für diese Einrichtung im Gebäude mussten bislang normalerweise Löcher in Fensterrahmen oder Türzargen gebohrt und die Sensoren über meterlange Kabel im Gebäude miteinander verbunden werden, was ein beträchtlicher Zeit- und Materialaufwand war. Dazu kamen noch unangenehme Begleiterscheinungen wie Staub oder Schmutz – besonders bei Renovierungsmaßnahmen.
Die Antwort auf diese beschriebenen Probleme waren leistungsfähige elektronische drahtlose Systeme mit geringem Stromverbrauch, denn diese lassen sich leicht und schnell montieren und kommen ohne das Bohren von Löchern in Wänden oder Fensterrahmen aus. Diese sind aber meist batteriebetrieben, mit der Folge, dass nach einer bestimmten Zeit die Energiequelle ausfällt. Dann müssen die Batterien entfernt und ausgetauscht sowie als Sondermüll entsorgt werden.
Die beste Lösung wäre deshalb, ohne Kabel und Batterien auszukommen und stattdessen diese Energiequellen selbst zu generieren. Die mechanischen Mini-Energiesensoren und -schalter, so genannten Energy Harvestern (wörtlich übersetzt Energie-Erntemaschinen), arbeiten nach dem ähnlichen Prinzip wie Fahrraddynamos: Durch Betätigung des Tür- oder Fenstergriffs, Einführen eines Kartenschlüssels in einen Schlitz oder Drücken eines Schalters wird ein ca. 1,5mm großer Magnet in einer Spule gedreht. Dabei wird eine winzige Menge elektrischer Energie erzeugt. Diese Energie versorgt ein Ultra Low Power-Funkmodul welches dann Signale an einen Empfänger sendet – und das bei einer Lebensdauer von über 30 Jahren. Pro Bewegung wird genug Energie für das drahtlose Modul erzeugt, um 3 bis 5 Funksignale über eine Reichweite von 300m in freiem Gelände oder über eine Entfernung von 10–30m in einem Gebäude zu senden.
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Umsetzung und Beispiele aus der Praxis
Wartungsfreie drahtlose Energie-Harvester-Sensoren bieten flexible und energieeffiziente Alternativen im Bereich der Heim- und Gebäudeautomatisierung. Bis heute wurde diese in über 100.000 Gebäuden weltweit erfolgreich installiert. Das Funkprotokoll von EnOcean ist ein internationaler Standard und wird inzwischen von über 150 Firmen mit 350 interoperablen Endprodukten unterstützt.
Beim Einsatz in Wohngebäuden wird der Status von Fenstern und Türen durch die Übermittlung von Daten an eine Zentrale im Gebäude überwacht. So kann sich der Bewohner beim Verlassen des Gebäudes über den Status (über Handy oder Internet) informieren.
Öffentliche Gebäude, bei denen Nutzer nicht direkt für die verbrauchte Energie aufkommen müssen, nutzen diese Technologie als eine Möglichkeit der Energieeinsparung mit geringem Kapitaleinsatz und schnellem Ertrag. In Studentenwohnheimen, Krankenhäusern, Hotels, Schulen und Regierungsgebäuden konnte beispielsweise durch einfaches Abschalten oder Herunterdrehen der Heizung wenn das Fenster offenstand, eine Energieeinsparung zwischen 20 und 40 % erreicht werden.
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Die Montage oder der Austausch von Fenstern und Türen ist jetzt möglich ohne großen Zeit- und Kostenaufwand und ohne unangenehme Begleiterscheinungen wie Schmutz und Staub, verursacht durch die Verlegung neuer Kabel im Gebäude.
Ohne große Investitionen oder Unterbrechungen des normalen Betriebs tragen diese Systeme schon jetzt dazu bei, Rohstoffe, Zeit, Kosten und Energie zu sparen sowie den CO₂-Ausstoß zu reduzieren.
Den kompletten ungekürzten Beitrag lesen Sie in der nächsten GLASWELT, die am 4. Dezember beim Leser im Briefkasten ist. Diesmal im Fensterthema: Funktionsbeschläge und SIcherheitstechnik.