Hybrid Energiesystem, das die Energiewende fördert indem es die effiziente sowie nachhaltige Gewinnung erneuerbarer Energien im urbanen Raum ermöglicht.

Städte sind in unserer heutigen Gesellschaft komplexe und sich immer weiter ausbreitende Räume mit scheinbar unersättlichem Energiehunger. Hohe Bevölkerungsdichte, wenig verfügbare Flächen und viele verschiedene AkteurInnen mit eigenen Anforderungen und Bedürfnissen schränken bisher den Ausbau erneuerbarer Energien stark ein, was zu einem großen Bedarf externer Energiezulieferungen führt. Wie können wir also erneuerbare Energien in Städten nutzen um die urbane Energiewende sowie die Erreichung unserer Klimaziele zu fördern? Dachflächen sind aufgrund der großen verfügbaren Fläche sowie der vorteilhaften Lage besonders gut für die lokale Produktion erneuerbarer Energien in Städten geeignet. Hier liefern nicht nur Solaranlagen mehr Ertrag durch direkte Sonneneinstrahlung, wenig bis keine Verschattung und einen besseren Einfallswinkel, sondern auch die Windgeschwindigkeiten werden aufgrund der Strömungsablösungen an Dachkanten stark kanalisiert. Um diese Möglichkeiten für die urbane Energiegewinnung nutzbar zu machen und eine Bedarfsorientierte Energieversorgung zu ermöglichen und damit Netzschwankungen auszugleichen wurde das modulare Hybrid-System UpLift entwickelt. Die Modularität ermöglicht dabei die individuelle Skalierbarkeit der Energiegewinnung sowie effiziente Flächennutzung. UpLift ist ein neuartiges Hybrid-System, das die Nutzung von Sonnen- und Windenergie miteinander kombiniert und damit die effiziente sowie nachhaltige Gewinnung erneuerbarer Energien im urbanen Raum ermöglicht und Netzschwankungen reduziert. Die Solarmodule können Standortspezifisch individuell für den maximalen Wirkungsgrad ausgerichtet werden und der charakteristische vertikale Hybrid-Rotor ist für hohe Erträge bei variierenden Windverhältnissen optimiert. Ein Modul kann auf einer Grundfläche von 4 m² im Ganzjahresbetrieb somit ungefähr 1.000 kWh Strom durch die Kombination von Wind- und Sonnenenergie erzeugen. In Berlin könnten beispielsweise demnach auf nur 10% der vorhandenen Dachflächen mit etwa 2,5 TW bereits 18% des Energiebedarfs der Hauptstadt produziert werden.

Damit die Idee realisiert werden muss zunächst ein Funktionsmodell im 1:1 Maßstab gebaut werden. Hierbei würden Materialien und die Konstruktion auf mögliche Schwachstellen oder Verbesserungsmöglichkeiten getestet werden. Auf einem Testgelände werden Messungen bei realen Bedingungen durchgeführt um die Sicherheitsanforderungen für den Betrieb in einer Großstadt zu gewährleisten und eventuell weitere Effizienzsteigerungen oder andere Anpassungen vorzunehmen. Anschießend wird der Prototyp einem Langzeittest unterzogen und die Produktion sowie Effizienz für maximale Erträge optimiert.

Die Platzierung der Anlage auf Dachflächen steigert nicht nur die Flächennutzungspotenziale und Effizienz, sondern ermöglicht auch die Sichtbarkeit der Energieversorgungsstrukturen im urbanen Raum. Diese bietet dank der hohen Bevölkerungsdichte ein zusätzliches Potenzial für die urbane Energiewende durch die Partizipations- und Akzeptanzförderung lokaler Energiegewinnung auf Seite der BewohnerInnen. Die Sichtbarkeit neuer Methoden erneuerbarer Energiegewinnung in urbanen Räumen kann sich außerdem positiv auf den Umgang mit dem eigenen Energieverbrauch auswirken oder Hausgemeinschaften zur Anschaffung und dem Betreib eigener erneuerbarer Energiesysteme bewegen. Durch die Partizipation der BürgerInnen an der Energiewende kann diese demnach auf verschiedenen ebenen zusätzlich beschleunigt werden. Die erfolgreiche Umsetzung soll im nächsten Schritt den Weg für andere innovative Lösungen urbaner Energiegewinnung ebnen, um weitere bislang ungenutzte Potenziale zu erschließen.

Das Preisgeld würde ich für die Bau des ersten 1:1 Prototyp nutzen, um unter anderem mögliche Schwachstellen in der Konstruktion auszubessern, das System zu optimieren und Messungen für die Energieeffizienz sowie die Erträge vorzunehmen. Ein solches Funktionsmodell ist weiterhin zur Demonstration auf Präsentationen und Messen wichtig und um die nächsten Schritte in Richtung Produktion und serielle Fertigung realisieren zu können.