Ludwigshafen, 08. September 2017

Pfalzwerke schließen Verbundvorhaben ThermSpe4EE erfolgreich ab

Die Energiewende gilt bis heute in erster Linie als Stromwende. Dass die Energie-wende mehr ist, haben die Pfalzwerke und ihre Partner mit dem Forschungsprojekt „ThermSpe4EE“ (Thermische Speicher für Erneuerbare Energien) untersucht.

Intelligent heizen mit ThermSpe4EE
In dem interdisziplinär angelegten Projekt untersuchten die Pfalzwerke, die TU Kaiserslautern (Elektrotechnik, Architektur, Bauingenieurwesen), die ait-deutschland GmbH und die geomer GmbH den flexiblen Einsatz von Wärmepumpen in Kombination mit verschiedenen Speichertechnologien und zeitvariablen Stromtarifen. Hier nimmt eine moderne Wärmepumpe Strom auf, wenn ein günstiges Angebot zur Verfügung steht und wandelt ihn in Wärme um. Die Gebäudemasse sowie zusätzliche konstruktive und technische Speicher werden zur Wärmespeicherung eingesetzt. Ein neu im Forschungsprojekt entwickeltes Regelungskonzept stimmt die verschiedenen Anforderungen aus Markt, Gebäude und Heizsystem optimal aufeinander ab. Dieses neue System ist für den Einsatz von Ein- und Mehrfamilienhäusern im Gebäudebestand konzipiert. Der Kunde verfügt dann über eine intelligente Regelung für sein Heizungssystem, das sich selbst optimiert und eine Behag-lichkeit im Wohnraum garantieren soll.

Durch Zusammenarbeit von Experten aus den Bereichen elektrische Energieversorgung, technische Gebäudeausrüstung, Bauingenieurwesen, Architektur und Geografische Informationssysteme werden Randbedingungen sowie Wirtschaftlichkeit untersucht und das Gesamtpotenzial für diese Technologie in der Metropolregion abgeschätzt. Außerdem wird anhand repräsentativer Beispiele ermittelt, welche Auswirkungen es auf lokale Verteilnetze hat, wenn Wärmepumpen in Kombination mit thermischen Speichern flächendeckend genutzt werden.

Das Projekt wurde im November 2014 gestartet und endete nach insgesamt 34 Monaten Ende August 2017. Seit Frühjahr ist eine Pilotanlage in einem Haushalt im Probebetrieb, das Verfahren ist damit auch in der Praxis machbar. Abschließend wird die Pilotanlage für die komplette Heizperiode 2017/18 zur Verifikation der Simulationsergebnisse in diesem Haushalt getestet.

Die Projektpartner ziehen folgende Resümees:

René Chassein, technischer Vorstand der Pfalzwerke: „Mit ThermSpe4EE gehen alle Projektbeteiligten bei der Energiewende einen Schritt nach vorne. War die Energiewende bisher eine Stromwende, so lassen sich mit den Ergebnissen nun auch Strom und Wärme zusammenführen. Ganzheitliches Denken und integrierte Zusammenarbeit sind dafür wesentliche Voraussetzungen“.

Dr. Joachim Maul, Bereichsleiter Technik der ait-deutschland GmbH: „Als Hersteller von Wärmepumpen sehen wir die Wärmewende als den wichtigsten Bestandteil der Ener-giewende. Mit den Ergebnissen aus ThermSpe4EE lassen sich Strom und Wärme sehr viel besser zusammenführen und effizienter einsetzen. Besonders gelungen sehe ich den ganzheitlichen Ansatz, neben den Angeboten der Energieversorger, auch die Gebäudehülle in den optimierten Einsatz von Wärmepumpen mit einzubeziehen.“

geomer GmbH: „Als Spezialist für Geographische Informationssysteme untersucht die geomer GmbH aus Heidelberg die räumliche Verteilung des Wärmeenergiebedarfs der 600.000 Wohngebäude, sowie die räumliche und zeitliche Variabilität der erneuerbaren Energieerzeugung in der Metropolregion. Die Ergebnisse fließen in die Berechnungen der Partner mit ein und werden der Öffentlichkeit in Form von interaktiven digitalen Karten in einem Webportal zugänglich gemacht.“

Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Architektur Lehrstuhl für Haus-kybernetik: „Allein durch die Umstellung des Heizsystems können unter bestimmten Bedingungen die Kosten für den Wärmebedarf gesenkt werden, ohne zwangsläufig weitere sichtbare Sanierungsmaßnahmen durchführen zu müssen. Die Netze werden entlastet, volatile Energien nutzbar gemacht. So ergeben sich neue Perspektiven für den Bereich der Gebäudebestandssanierung.“

Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Bauingenieurwesen  Lehrstuhl für Massivbau und Baukonstruktion: „Für diese Lastverschiebungen werden marktübliche, wasserbasierte Pufferspeicher eingesetzt. Durch die Verdreifachung der Speichergröße im Vergleich zu einer aktuell üblichen Auslegung bei Wärmepumpenanlagen kann eine Minimierung der Betriebskosten erreicht werden. Bei einem aktuellen Neubau liegt diese Speichergröße bei rund 1.000 Litern. Bei älteren Gebäuden liegt die optimale Größe, unter Berücksichtigung der baulichen und ökonomischen Randbedingungen, bei bis zu 2.000 Litern.“

Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Elektrotechnik und Informati-onstechnik Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiemanagement: „Der Einsatz strompreisgeführter Wärmepumpen mit thermischen Speichern in Bestandsgebäuden ermöglicht die zeitliche Verschiebung von circa 40-75 Prozent des jährlichen Heizenergiebedarfes von Einfamilienhäusern. Der flächendeckende Einsatz von Wärmepumpen zur Wohnraumheizung würde ebenso wie der weitere Zubau von PV-Anlagen eine Verstärkung ländlicher sowie vorstädtischen Niederspannungsnetze erfordern.“

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