15.04.2019 | Ausgabe 04/2019

Im Kern nachhaltig

Neubau eines Batteriespeichergebäudes in Chemnitz

Um bei der Umstrukturierung von fossilen auf regenerative Energien ein dauerhaft stabiles Netz zu gewährleisten, muss auch in effiziente Speicher investiert werden. Der Batteriespeicher in Chemnitz gilt als bedeutender Baustein für die Energiewende. / Quelle: Simon Wegener

Damit erneuerbare Energien genutzt werden können und die Energiewende nachhaltig gelingt, werden flexible Speichersysteme benötigt. Denn Photovoltaik- und  Windkraftanlagen erzeugen fluktuierend Strom. In Chemnitz wurde daher ein Batteriespeicher errichtet, der Schwankungen mithilfe von Regelenergie ausgleicht und so für ein stabiles Verteilnetz sorgt.

Regenerative Energien decken heute mehr  als 33 Prozent des deutschen Strombedarfs ab. Bis 2020 soll dieser Anteil auf mindestens 35 Prozent steigen. Um dabei ein dauerhaft stabiles Netz zu gewährleisten, muss in geeignete Speicher investiert werden. Denn die Versorgung mit Solar- und Windkraft schwankt in Abhängigkeit der Wetterlage. Diesen Fluktuationen wirkt Regelenergie entgegen: Wird Strom erzeugt, der keine direkte Verwendung findet, kann dieser beispielsweise durch Batteriezellen mit Lithium-Ionen-Technik gespeichert werden. Entstehen Schwankungen, wird die Energie sekundenschnell wieder ins  Verteilernetz eingespeist, sodass dieses dauerhaft stabil bleibt. Abnahme und Abgabe der Regelenergie werden dabei vollautomatisch über die Frequenzmessung gesteuert. Auf diese Weise funktioniert auch der Batteriespeicher in Chemnitz. Mit 4.008 Modulen ausgestattet, ist seine Kapazität mit der von rund 18.000 Autostarterbatterien vergleichbar. Damitträgt der Speicher maßgeblich zur Generierung erneuerbarer Energien bei. Die Inbetriebnahme durch den sächsischen Versorger  „eins energie in sachsen“ spart zudem jährlich rund 46.000 Tonnen Kohlendioxid ein, die ansonsten in konventionellen Kraftwerken  produziert würden. So hält die Nutzung des  atteriespeichers nicht nur eine zuverlässige Stromversorgung aufrecht, sondern fördert zugleich auch einen nachhaltigen Umgangmit wertvollen Ressourcen.

Moderner Funktionsbau  
Dieser Gedanke spiegelt sich im Bauwerk wider, das sich auf einer ehemaligen Industriebrache befindet. Es wurde vom Büro Adobe Architekten + Ingenieure GmbH aus Erfurt konzipiert und beherbergt Batteriemodule mit einer Gesamtkapazität von 15,9 Megawattstunden. Diese sind in der Halle aus einer freitragenden Holzkonstruktion mit eingespannten Stützen und darüberlaufenden Brettschichtbindern in fünf Hochregalen gestapelt. Der zwischen den Regalen liegende Gang kann von Hubfahrzeugen befahren werden. Bei der Umsetzung stand unter anderem die Austauschbarkeit der Module, die eine Lebenszeit von circa 20 Jahren aufweisen, im Vordergrund. „Da es bisher nur  wenige Referenzen für einen solchen Gebäudetypus gibt, waren Planung und Gestaltung besonders anspruchsvoll. Zudem mussten hohe klimatische und brandschutztechnische Auflagen erfüllt werden“, erklärt Matthias Schodlok, Architekt der Adobe Architekten + Ingenieure und Entwurfsverfasser des Batteriespeichers. Daher wurden Wände und Decken, die die Transformatoren umschließen, in Stahlbeton ausgebildet. Für eine besondere Optik sind alle Fassadenteile sowie das Dach geneigt. In Kombination mit der Oberfläche aus aluminiumgrauen Kingspan-Paneelen erhält das Bauwerk ein modernes, kristallines Erscheinungsbild, welches es als Baustein der Energiewende  kenntlich macht: „Das Gebäude weicht mit seinen Außenkanten von einem Quader ab, sodass interessante Fluchten und Faltkanten entstehen. Letztere wiederum geben ihm seinen besonderen, technikimmanenten Charakter“, so Schodlok. Da das Gebäude Demonstrationszwecken dienen soll, gibt es einen repräsentativen Besprechungsraum für verschiedene Veranstaltungen mit zugehörigen Sanitärbereichen. Dieser wurde aus Brandschutzgründen massiv errichtet.

Die 4.008 Batteriemodule des Energiespeichers werden in fünf Hochregalen gelagert. / Quelle: Simon Wegener

Nachhaltiges Bauen als Ziel
Bei der Planung und Umsetzung wurden ausschließlich energetisch wertvolle sowie nachhaltig gestaltete Baustoffe und -produkte verwendet. So ist die gesamte Fassade des 27 Meter breiten wie langen und acht Meter hohen Gebäudes beispielsweise mit 850 Quadratmetern „AWP“ Wandpaneelen inklusive „QuadCore-Dämmkern“ von Kingspan verkleidet. Letztere leisten nicht nur in der Verwendung einen Beitrag zum Umweltschutz, sondern werden auch bei der Herstellung einem nachhaltigen Anspruch gerecht: So wird bei der Produktion des integrierten Schaumsystems ausschließlich mit Treibmitteln gearbeitet, die für die Ozonschicht unbedenklich sind. Zugleich wird gezielt einer Zero-Waste-Strategie  erfolgt und sämtliche Komponenten der Sandwichpaneele können recycelt werden.

Die Paneele erreichen aufgrund des integrierten QuadCore-Kerns bei einer Stärke von 100 Millimetern in der Gebäudehülle  des Batteriespeichers einen U-Wert von 0,18 W/ (m²K). Ein Dämmelement aus Mineralwolle müsste dagegen bei gleicher Leistung mindestens doppelt so dick sein. Schodlok erklärt: „Wir haben uns bei der Realisierung für diese Paneele entschieden, weil sie ein freies Überspannen großer Stützweiten ermöglichen und ihr geringes Gewicht zugleich auch die Montage erleichterte“. Zertifiziert vom amerikanischen FM Global, zeichnet sich der QuadCore zudem durch sein Brandverhalten aus. So ist er nach DIN 4102-1 als schwer entflammbar eingestuft und weist zugleich nach DIN EN 13501-1 eine geringe Rauchentwicklung auf.


 

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