KONTAKT

Best-Practice-Beispiel: Sonnenbaden im Mehrfamilienhaus

Wohnanlage mit Photovoltaik

Erstmals wird das Fernwärmenetz einer Wohnanlage durch solarelektrisch erzeugte Wärme unterstützt. (Copyright: my-PV)

Sonnenbaden im Mehrfamilienhaus

Warmwasserbereitung mit Solarstrom ergänzt Fernwärmeversorgung im Wohnungsbau

In einer Wiener Wohnanlage wurde Ende Februar ein Pilotprojekt zur dezentralen Sektorenkopplung realisiert. Das Gebäude ist an ein Fernwärmenetz angeschlossen, auf dem Dach erzeugt eine PV-Anlage Solarstrom. Über Leistungsregler und Elektroheizstäbe wird damit die Warmwasserbereitung unterstützt.

Wenn in einem neu erbauten Wiener Mehrfamilienhaus die Bewohner ein warmes Bad nehmen wollen, lassen sie im übertragenen Sinn die Sonne in die Wanne. Denn das Wasser wird – neben einer Fernwärmeversorgung – mit Sonnenenergie erhitzt. Die stammt jedoch nicht, wie bisher meist üblich, von einer Solarthermieanlage, sondern von PV-Modulen auf dem Dach, die mit ihrem Strom über Einschraubheizkörper einen ans Fernwärmenetz angebundenen Warmwasserspeicher speisen.

Die Anlage wurde Ende Februar fertiggestellt. Es sei das erste Mal, dass eine rein auf Solarstrom fußende dezentrale Warmwassererzeugung ein Fernwärmenetz in dieser Größenordnung unterstützt, erklärt Dr. Gerhard Rimpler, Geschäftsführer von my-PV, dessen Leistungssteller AC•THOR das Projekt möglich macht. Bei kleineren Wohngebäuden habe die Technologie in den letzten Jahren die klassische Solarthermie nahezu abgelöst, bei Großanlagen in Verbindung mit industrieller Prozesswärme oder Fernwärme sei dies bisher jedoch noch nicht der Fall gewesen. Weil die Module immer günstiger würden, könnten nun auch solche Projekte mit Photovoltaik realisiert werden.

Aus Strom Wärme machen

Auf dem Dach des Wohnhauses mit seinen 120 Wohnungen ist eine netzgekoppelte PV-Anlage mit 47 kWp Leistung installiert. Weil der Stromnetzbetreiber die Einspeiseleistung ins Netz begrenzt hat, wird der gesamte Solarstrom über einen 800 l Pufferspeicher für die hauseigene Warmwasserstation genutzt, bevor die PV-Leistung abgeregelt wird. Der Speicher ist in den Rücklauf der Warmwasserversorgung integriert und wird praktisch ständig entladen. Wärmepumpen seien aufgrund der hohen Temperatur im Wärmenetz nicht in Frage gekommen, um den Solarstrom zu nutzen. Darüber hinaus sei ihre Antriebsleistung nicht stufenlos regelbar  – eine Grundvoraussetzung für die Kombination mit Photovoltaik und ihrer schwankenden Stromerzeugung, erläutert Rimpler.

Um den Solarstrom in Wärme umzuwandeln, entschieden sich die Projektverantwortlichen darum für die Lösung von my-PV: Zwölf Leistungssteller vom Typ AC•THOR steuern ebenso viele Einschraubheizkörper mit jeweils 3 kW Leistung, deren Zieltemperatur sich manuell einstellen lässt. Im Gegensatz zu ungeregelten Heizstäben können die AC•THORen die Leistung der Einschraubheizkörper linear steuern, was für eine optimale Energienutzung im Fernwärmenetz notwendig ist. Das übergeordnete Energiemanagement erfasst die bereitgestellte Energie der PV-Anlage am Wechselrichter und meldet sie an die Leistungssteller. Diese sorgen für die exakt geregelte Leistung der Heizstäbe. Die implementierte Steuerung hilft zudem, die gewünschte Vorlauftemperatur im Fernwärmenetz präzise einzuhalten.

Material und Fläche sparen

Gegenüber der bereits zur Fernwärmeversorgung eingesetzten Solarthermie habe die solarelektrische Heizenergie einige Vorteile, betont Rimpler: „Kabel statt Rohre erleichtern Installation und Betrieb erheblich und selbst hohe Solltemperaturen können ohne drastisch steigende Verluste ganz leicht erreicht werden.“ Rohrleitungen, Pumpen, Ventile, Ausdehnungsgefäße, Frostschutzmittel usw. seien nicht länger erforderlich, was die solare Wärmetechnik immens vereinfache und Kosten spare. Im Vergleich zu solarthermischen Anlagen würden beispielsweise 90% weniger Kupfer benötigt. Auch die Haustechnikräume können entsprechend kleiner ausfallen. Zudem wird das öffentliche Stromnetz entlastet, wenn weniger Solarstrom aus vielen kleinen Quellen eingespeist, sondern an Ort und Stelle effizient genutzt wird – auch in Form von Wärme.

Fazit: Solarelektrisches Heizen bringt Sektorenkopplung voran

Die exakte Leistungsregelung mehrerer kleinerer Wärmeerzeuger macht es möglich, mit den Überschüssen dezentraler Photovoltaik-Systeme auch in größeren Systemen Wärme zu erzeugen. „Das gemeinsam mit dem Unternehmen Kelag Energie und Wärme umgesetzte Projekt wird Schule machen. Es bedeutet einen großen Erfolg für die ganze Sektorenkopplung, da der sinkende Preis für Solarmodule inzwischen weitere Power-to-Heat-Anwendungen wirtschaftlich macht“, ist sich Rimpler sicher.

Weitere Informationen: my-PV

Besuchen Sie my-PV auch auf der EM-Power 2019, Stand C4.110