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Entwicklung, Erprobung und Demonstration eines zukunftsfähigen, nachhaltigen, standardisierten solar-geothermischen Wärmeversorgungskonzepts

Kurzbeschreibung

Die wesentlichen Ziele des Gesamtvorhabens waren die Entwicklung, Erprobung, Demonstration und Analyse eines zukunftsfähigen, nachhaltigen, standardisierten Wärmeversorgungskonzepts mit Multiplikatoreffekt am Beispiel von Mehrfamilienhäusern. Das Wärmeversorgungskonzept auf Basis von Solarthermie, Geothermie und insbesondere Wärmespeicherung soll in der Jahressumme aus einem Teil elektrischer Energie bis zu zehn Teile Wärme generieren. Durch diese extrem hohe System­jahres­arbeits­zahl von ca. 10 ergeben sich sehr große End- und auch Primär­energieeinsparungen, wie sie mit fast keinem anderen Wärmevollversorgungskonzept erzielt werden können.

Ähnlich einem „SolarAktivHaus“ werden ca. 50 % des jährlichen Wärmebedarfs zur Trinkwarmwasserbereitung und Raumheizung solarthermisch erzeugt. Weitere 40 % werden durch oberflächennahe Geothermie bereitgestellt, wofür ergänzende 10 % elektrische Energie zum Antrieb einer Kompressionswärmepumpe benötigt werden. Dieses Konzept eignet sich ideal, um im Rahmen der Energie- bzw. Wärmewende Öl- oder Gaskessel durch ein lokal vollständig emissionsfreies Heizsystem zu ersetzen, ohne dabei auf Infrastruktur wie Gas- oder Wärmenetze angewiesen zu sein. Zudem kann es zur flexiblen Entlastung der Stromnetze beitragen, da es aufgrund der großen thermischen Speicher­kapazitäten auf beiden Seiten der Wärmepumpe bezüglich der elektrischen Energieaufnahme zeitlich flexibel ist. So können die Betriebszeiten der Wärmepumpe überwiegend auf Schwachlastzeiten des Stromnetzes beschränkt werden.

Skizze 1zu10-Konzept (c)
Prinzipieller Aufbau des solar-geothermischen Wärmeversorgungskonzeptes 1zu10

Die hohe Effizienz des Systems lässt sich durch eine intelligente Kombination und Regelung der verwendeten Technologien sowie den Einsatz innovativer Schlüssel­komponenten erreichen. So werden beispielsweise hocheffiziente schlanke Erdwärmekörbe, sogenannte Helixsonden, für das geothermische Quellensystem verwendet.

Projektflyer 1zu10

 

Laufzeit

Die Konzeptionsphase des Projekts lief von Dezember 2014 bis März 2016.

 

Danksagung

Das Vorhaben wurde im Rahmen des Förderprojektes „Lebensgrundlage Umwelt und ihre Sicherung“ (BWPLUS) beim Projektträger Karlsruhe am Karlsruher Institut für Technologie mit Mitteln des Landes Baden-Württemberg gefördert.

bwplus

Kontakt

Natalie Bonk, M.Sc.
 

Natalie Bonk, M.Sc.

Academic employee

Dr.-Ing. Harald Drück
 

Dr.-Ing. Harald Drück

Research Coordinator and Team Lead

Dipl.-Ing. Dominik Bestenlehner
 

Dipl.-Ing. Dominik Bestenlehner

Academic employee

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