Energiesparen am Aquarium

Wer ein größeres Aquarium oder sogar mehrere davon betreibt, dem wird sicherlich aufgefallen sein, dass seine monatliche Stromrechnung höher ausfällt als bei Leuten mit normalen Hobbys. Auch wenn der Strom heutzutage billiger und bunter als noch vor ein paar Jahren ist, kommt da  eine ganze Stange Geld zusammen, die allein auf das Konto "Aquaristik" geht. Das sollte neben dem Umweltaspekt Anlass genug sein, auch mal über Energiesparmaßnahmen nachzudenken. 

Wo setzt man mit dem Energiesparen am Besten an? Zunächst einmal bei den Hauptstromverbrauchern, die da sind: Heizung, Beleuchtung und Filterpumpen. Kleinverbraucher wie z.B. Membranluftpumpen, Futterautomaten, Schaltuhren, Messgeräte etc. fallen dagegen nicht so sehr ins Gewicht.

Heizung

Die Heizung ist in der Regel zumindest in Diskusaquarien der größte Stromverbraucher, da sie im Gegensatz zur Beleuchtung ja mehr oder weniger 24h/Tag im Einsatz ist. Wozu brauchen wir eigentlich soviel Heizleistung? Natürlich hauptsächlich um die Wärmeverluste des Systems Aquarium auszugleichen, so dass eine gleichmäßig hohe Wassertemperatur gewährleistet ist. Und wodurch werden die Wärmeverluste verursacht? Das lässt sich zu fast 100% auf zwei Effekte zurückführen, und zwar

1. Wasserverdunstung

2. Konvektionsverluste an den Systemgrenzen (Scheiben, Wasseroberfläche, etc.)

Den wenigsten dürfte dabei klar sein, dass die Wasserverdunstung den weitaus größten Anteil an den Wärmeverlusten hat. Um Wasser vom flüssigen in den gasförmigen Zustand zu überführen, braucht es halt viel Energie. Die Verdunstung von einem Liter Wasser benötigt unter aquaristischen Bedingungen eine Energiemenge in Höhe von 0,68 kWh. Das heißt wer z.B. bei einem offenen Aquarium jeden Tag 10 Liter verdunstetes Wasser nachfüllen muss, treibt seinen Stromzähler allein durch die Verdunstungsverluste täglich um 6,8 kWh nach vorne. Dieses entspricht einer permanenten Heizleistung von 282 Watt und kostet im Monat gut 20 €, im Jahr rund 250 €. 

Was lehrt uns das? Als erstes müssen wir die Wasserverdunstung beobachten und wenn es geht, reduzieren. Entscheidend ist hier der Luftaustausch oberhalb der Wasseroberfläche. Bei geringem Luftaustausch herrscht unter dem Deckel eine relative Luftfeuchtigkeit von nahe 100%, was die Wasserverdunstung stark behindert. Hermetisch abdichten sollte man das Aquarium natürlich nicht, aber durch Glasscheiben als Abdeckung oder einen Lichtdeckel kann man den Luftaustausch erheblich reduzieren. 

Für offene Aquarien gilt dagegen: Man kann ein offenes Becken betreiben, oder man kann Energie sparen. Beides zusammen geht nicht.

Auch Rieselfilter fördern durch den intensiven Wasser-Luft-Kontakt die Verdunstung und kosten so enorm viel Heizleistung.

Die Wärmeverluste durch Konvektion an den Scheiben der Seiten- und Rückwände kann man durch Isolierung mittels Styroporplatten reduzieren. Die Platten müssen gar nicht besonders dick sein, 2 cm bringen schon eine ganze Menge. Den Temperaturverlauf an isolierten und unisolierten Flächen zeigen die folgenden Diagramme:

Die Zuordnung der Wärmeverluste zu den Verursachern zeigt das folgende Bild beispielhaft für ein Aquarium mit den Abmessungen 200 x 70 x 65, Rück- und Seitenscheiben isoliert, Wasserverdunstung ca. 5 Liter pro Tag. Das Becken hat eine Abdeckung mit Leuchtstoffröhren. Lüftungsschlitze verhindern eine allzu "stickige" Atmosphäre, lassen aber auch etwas Verdunstung zu.

Weitere Wärmeverluste, z.B. durch Wasserwechsel, fallen normalerweise nicht so ins Gewicht. Es sei denn, jemand ersetzt täglich das halbe Beckenvolumen durch kaltes Frischwasser.

Nicht wundern, wenn das eigene Aquarium vermeintlich mit weniger Heizleistung auskommt, als es nach diesen Beispielen sein müsste: Nicht die gesamte Heizenergie wird über die Beckenheizung aufgebracht. Auch Beleuchtung und Filterpumpen tragen ihren Teil dazu bei.

Beleuchtung

Natürlich kann man an der Beleuchtung sparen, in dem man weniger oder kürzer beleuchtet. Vielleicht macht das in dem einen oder anderen Fall ja sogar Sinn. Andererseits bin ich der Meinung, dass Beleuchtungsstärke und -dauer nicht nur nach dem Energieverbrauch ausgerichtet werden sollte. 

Optimieren kann man aber die Art der Lampen, denn die unterscheiden sich erheblich in der Effizienz. Im folgenden sind gebräuchliche und weniger gebräuchliche Beleuchtungssysteme und Typen aufgelistet. Die Lichtleistung in Lumen/Watt (lm/W) ist ein Maß für die Effektivität der Lampe. Hohe lm/W Werte bedeuten eine hohe Lichtausbeute bezogen auf die eingesetzte Energie.

Alle angegeben Werte sind beispielhaft und können je nach Hersteller und Typ abweichen.

Die T5-Leuchtstofflampen (16 mm) stammen aus der neuen Generation der Fa. Osram und können nur mit elektronischen Vorschaltgeräten betrieben werden. Es gibt sie als besonders leistungsstarke (FQ) oder sparsame (FH) Ausführung. Während die lichtstarke FQ-Ausführung sogar für Seewasserbecken alternativ zu einer HQI-Beleuchtung empfohlen werden kann, sind die sparsamen FH-Röhren für die meisten Pflanzenaquarien wohl zu lichtschwach.

Die Lichtleistung von Niedervolt Halogenlampen mit Reflektor (Kaltlichtstrahler) wird wegen des gebündelten Lichtstrahles nicht in Lumen, sondern in cd angegeben. Diese Werte sind leider nicht vergleichbar, daher ist der Lampentyp hier nicht aufgeführt.

Wie man an der Tabelle unschwer erkennen kann, sind Leuchtstofflampen (weiß) unter Energiespargesichtspunkten das Maß der Dinge. Relativ dicht gefolgt von den Metalldampflampen (HQI), die sich besonders für hohe Becken und große Lichtintensitäten, wie z.B. in Seewasserbecken, eignen. Dagegen fallen die Quecksilberdampflampen (HQL) schon deutlich ab. So erzielt man mit 2 Neonröhren a 36 Watt die gleiche Lichtleistung wie mit einer HQL Lampe a 125 Watt, verbraucht aber im Jahr ca. 232 kWh weniger Strom. Einsparung: rund 25 €. Dafür kann man einmal lecker essen gehen.

Weiteres Optimierungspotenzial bietet bei Leuchtstofflampen der Einsatz von elektronischen Vorschaltgeräten. Diese Vorschaltgeräte ersetzen die sonst üblichen Drosseln und Starter. Die Verlustwärme ist geringer und die Lebensdauer der Lampen erheblich höher. Auch die Leistungsaufnahme der Röhre selbst geht leicht zurück. Eine herkömmliche Drossel für eine 58 Watt Leuchtstofflampe verbraucht zusätzlich bis zu 13 Watt, ein elektronisches Vorschaltgerät nur 4,5 Watt. Der Verbrauch des Gesamtsystems beträgt im ersten Fall 58 W + 13 W = 71 W, mit Elektronik nur noch 51 W + 4,5 W = 55,5 W. Ein echter Gewinn ist allerdings nur der geringere Verbrauch des Vorschaltgerätes, weil sich die Lichtleistung der Lampe in gleichem Maße wie die Leistungsaufnahme reduziert.

Eine andere Möglichkeit ist, die Drosseln unter dem Becken in entsprechende Aussparungen der Bodenplatte zu montieren. So beheizt die Abwärme das Aquarium und ist wenigstens nicht ganz verloren.

Filterpumpen

Ich habe mal gelesen, dass es ungünstig sei, einen offenen Filter unter dem Aquarium zu platzieren, weil die Filterpumpe dann viel Strom verbraucht um das Wasser wieder nach oben zu drücken. So einleuchtend diese Aussage auf den ersten Blick sein mag, so falsch ist sie bei genauerer Betrachtung. Warum?

Filterpumpen aus der Aquarientechnik haben vergleichsweise sehr schlechte Wirkungsgrade, 20% sind durchaus üblich. Das bedeutet, dass nur 20% der in Form von Strom aufgenommenen Energie wirklich zur Förderung des Wassers eingesetzt werden. Und wo bleiben die anderen 80%? Dass sie nicht weg sein können, sagt uns der Energieerhaltungssatz der Thermodynamik. Folglich gibt die Pumpe diese 80% in Form von Wärme an die Umgebung ab. Die Umgebung bei einer Tauch- bzw. wassergekühlten Pumpe ist aber das Wasser. Das heißt, die Pumpe heizt das Aquarienwasser. Und es kommt noch besser: auch die 20% "Nutzenergie" der Pumpe werden letztlich durch Reibung der Flüssigkeitsteilchen gegeneinander oder an irgendwelchen Wänden in Wärme verwandelt. So gesehen landet 100% der von der Pumpe aufgenommenen elektrischen Leistung als Wärmeenergie im Wasser. Da das Aquarium sowieso beheizt werden muss,  ist es energetisch betrachtet egal, ob ich dazu eine monströse Pumpe oder einen Stabheizer nehme.

Insofern kann man bei den Filterpumpen keine Energie sparen. Ungünstig sind höchstens luftgekühlte Pumpen, soweit es das überhaupt noch gibt.

Etwas anders liegt der Fall in der Seewasseraquaristik. Hier sind oft derartig hohe Pumpenleistungen erforderlich, dass das Wasser zu warm wird und manchmal sogar gekühlt werden muss. Daher sollte man in diesem speziellen Fall auf den Wirkungsgrad der Pumpe achten und lieber etwas mehr Geld bei der Anschaffung ausgeben. 

Fazit

Mit geeigneten Maßnahmen lässt sich auch am Aquarium eine ganze Menge Energie und Geld sparen, ohne dass daraus ein Nachteil für Fische oder Pflanzen entsteht. Wer sich z.B. entschließt, sein offenes, HQL beleuchtetes 800 Liter Aquarium umzubauen und mit einer Leuchtstoffröhrenabdeckung zu versehen, kann allein beim Stromverbrauch 250 € und mehr im Jahr sparen. Das ist kein Pappenstiel und sollte schon zum Nachdenken anregen. Noch wichtiger als die mögliche Einsparung ist und bleibt allerdings, dass das Becken gefällt. Denn wir machen das ganze ja zum Vergnügen und nicht zum Sparen.