Das Zentrum Schluefweg in Kloten besteht aus einer Eishalle, einem Freilufteisfeld, einem Hallenbad und einem Freibad. Die Wärme für dieses Zentrum kommt von vier Wärmepumpen und zwei Ölkesseln. Es ist geplant, einen Teil dieser bald zwanzigjährigen Wärmeerzeugungsanlage zu sanieren. Dafür besteht ein Sanierungsprojekt eines Ingenieurbüros.In einem ersten Teil unserer Arbeit analysierten wir den Zustand dieser Wärmeerzeugungsanlage und studierten das Sanierungsprojekt. Wir machten eine Energiebilanz und bestätigten, dass es nach einer Sanierung möglich ist, fast den ganzen Wärmebedarf des Zentrums mit den Wärmepumpen alleine zu decken. Wir konnten zudem nachweisen, dass ein neuer Ölkessel nur an sehr kalten Tagen benötigt wird. In einem zweiten Teil wurde untersucht, wie weit sich die bestehenden Wärmepumpen für die geplante Sanierung noch eignen. Um dies zu beurteilen wurden die Wärmepumpen unter den heutigen und künftigen Betriebsbedingungen vollständig ausgemessen. Dabei wurden alle Temperaturen, Drücke, Wärmeleistungen und elektrischen Leistungen gemessen. Anhand dieser Messungen wurde festgestellt, dass es möglich ist, die bestehenden Wärmepumpen unter den neuen Bedingungen nach der Sanierung zu betreiben. Ohne Änderung werden diese aber nicht optimal funktionieren und eine erwartete Verbesserung des COP wird nicht eintreten. Damit die Wärmepumpen unter den geplanten neuen Betriebsbedingungen nach der Sanierung eine besseren COP erreicht, müssten die Wärmepumpen mit mehr Kältemittel aufgefüllt und das Expansionsventil neu eingestellt werden.

Die Gemeinde Büren ist bestrebt, eine ökologisch sowie ökonomisch sinnvolle Wärmeversorgung zu realisieren. Um den Auswirkungen der Stromspitzen zu begegnen und dadurch gleichzeitig die Kosten zu senken, entstand die Idee, das Dorf mit Wärme und Elektrizität aus einem zentralen Blockheizkraftwerk zu versorgen.Das Ziel dieser Arbeit besteht darin, dieses Projekt gegen mögliche Alternativen abzuwägen und der Gemeinde die Variante mit dem grössten Verwirklichungspotential vorzuschlagen.

Der gegenwärtige Energiebedarf musste erfasst und für die Zukunft eine Prognose erstellt werden. Auf Grund der daraus hervorgehenden Energiedichten, konnten zwei weitere Konzepte in Betracht gezogen und auf ihre Tauglichkeit für einen Wärmeverbund untersucht werden. Entscheidender Faktor ist die Länge der Zulieferleitung,denn das Verhältnis von Abnehmerkapazität zur Leitungslänge steht in direkter Beziehung zu den Kosten: Je grösser der Koeffizient, desto besser die Rentabilität und damit auch die Realisierungschancen für das Projekt.

Bei diesen Betrachtungen stellte sich heraus, dass das Konzept der Gemeinde die kleinsten Reali-sierungschancen hat. Der Standort des BHKW sowie die geringe Überbaungsdichte einiger Zonen wirken sich ungünstig aus. Es hat sich gezeigt, dass sich die Altstadt sowie die vierstöckige Wohnzone am besten für ein Wärmenetz eignen. Für diese Gebiete konnten zwei Konzepte zur Wärmeversorgung vorgeschlagen werden. Bei der interessanteren der beiden Varianten werden die oben genannten Gebiete mit einem kombinierten Blockheizkraftwerk-Wärmepumpensystem beheizt. Es wurde aufgezeigt, dass so zum ökologischen Nulltarif elektrische Energie bereitgestellt werden kann, was die negativen Auswirkungen der Stromspitzen deutlich entschärft.

Für den Umbau der Bächlitalhütte SAC wurde im Rahmen einer Projektarbeit ein Energiekonzept erstellt. Darin wurde vorgeschlagen, den Energiebedarf mit einem Kleinwasserkraftwerk zu decken. Mit der vorliegenden Diplomarbeit soll der Energieverbrauch der Bächlitalhütte simuliert, die benötigte Leistung bestimmt und damit das Kleinwasserkraftwerk projektiert werden.

Die Simulation erfolgte mit dem Mathematikprogramm Matlab/Simulink. Als Grundlage diente der Leistungsbedarf der Geräte wie sie im Energiekonzept ausgewiesen wurden, die Besucher- und Klimadaten 1997, die Baupläne für die Erweiterung und das Benützungsverhalten der Hüttenwarte. Die Simulation bestätigte, dass die im Energiekonzept vorgeschlagene Kraftwerksleistung von 12.5 Kilowatt den Anforderungen genügt.

Da sich die Hütte innerhalb eines Gebietes befindet, welches unter nationalem Schutz steht, musste bei der Projektierung der Anlage den besonderen Schutzbestimmungen Rechnung getragen werden. Wir wählten deshalb eine Anlage mit geregelter Peltonturbine. Aufgrund der Vermessung des Geländes und den hydro- und elektromechanischen Berechnungen konnten die benötigten Komponenten bestimmt und die Offerten eingeholt werden. Die Investitionskosten werden je nach Eigenleistung rund 75'000 bis 145'000 Franken betragen.

Die vorliegende Energieplanung entstand aus einer Zusammenarbeit mit der Politischen Gemeinde St. Margrethen. Sie soll die Grundlage für eine zielorientierte Energiepolitik schaffen. Der Energieplan bezweckt:

die planerische Festlegung aller räumlichen Elemente und Voraussetzungen, die für eine vermehrte Nutzung alternativer und kollektiver Energien notwendig sind.

Ein besonderes Augenmerk wird auf die seriöse Erhebung von Energieverbrauchsdaten gelegt. Sie bilden die Grundlage für den Energiebedarfskataster und für die Prognose des zukünftigen Verbrauchs. Im weiteren werden die Möglichkeiten für eine ökologische Energieversorgung von St. Margrethen aufgezeigt und Ziele für die Energiepolitik definiert.

Das Kernstück der Energieplanung bilden die Energieplan- Karte und das Aktivitätenprogramm. Anhand einer Prioritätenliste wird eine Gebietsausscheidung vorgenommen, die auf die vorhandenen Energiequellen, Leitungsnetze und die örtlichen Strukturen Rücksicht nimmt. Stellt die Energieplan- Karte ein wichtiges Planungsinstrument für die Koordination der verschiedenen Energiearten dar, so ist das Aktivitätenprogramm vor allem für eine Ökologisierung der Energieversorgung von Bedeutung. Die Aktivitäten werden in verschiedene Teilbereiche unterteilt und es werden verantwortliche Organisationen und Termine festgesetzt.

Diese Arbeit soll als Grundlage für einen umfassenden energiepolitischen Prozess in der Gemeinde St. Margrethen dienen. Die vorgeschlagenen Möglichkeiten müssen auf ihre Realisierbarkeit hin überprüft, und Stück für Stück in die Tat umgesetzt werden. Insofern soll der Abschluss dieser Arbeit am Anfang zukünftiger Aktionen stehen!