PVT-Kollektoren für umfassende Gebäudeenergieversorgung

In 30 Jahren sollen Wohnhäuser und Bürogebäude kaum noch klimaschädliche Treibhausgasemissionen freisetzen. Dafür will man Gebäude energetisch sanieren, mit neuer Anlagetechnik ausgestatten und überwiegend aus erneuerbaren Energien versorgen. Im Rahmen eines neuen Forschungsprojekts wollen Wissenschaftler der Universität Paderborn PVT-Kollektoren nutzen, um ihren Teil dazu beizutragen. Unter Federführung des Projektkoordinators Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung entwickeln sie gemeinsam mit sieben Industrieunternehmen ein System, das Gebäude gleichzeitig mit Strom, Wärme, Kälte und Frischluft versorgt, energieeffizient ist und ganz auf regenerative Energien setzt. Das Bundesministerium für Wirtschaft fördert das auf vier Jahre angelegte Projekt mit rund drei Millionen Euro.

„Bisherige Forschungsprojekte konzentrieren sich auf Systeme, die für Gebäude lediglich Strom und Wärme erzeugen können. In unserem Forschungsprojekt entwickeln wir ein kombiniertes System, das erstmals Wohnhäuser und öffentliche Gebäude gesamtheitlich mit Energie versorgt – also zugleich Strom und Wärme, aber auch Kälte und Frischluft zum Heizen, Kühlen und Lüften produziert“, erklärt Eugeny Kenig, Inhaber des Lehrstuhls für Fluidverfahrenstechnik und Vorstandsvorsitzender des „Kompetenzzentrums für Nachhaltige Energietechnik“ (KET), einer zentralen wissenschaftlichen Einrichtung der Universität.

PVT-Kollektoren für Solarenergie und Umweltkälte

Das geplante Versorgungssystem setzt voll auf erneuerbare Energien: Zentraler Bestandteil ist ein photovoltaisch-thermischer Kollektor (PVT), der auf Dächern und an Fassaden von Häusern installiert werden kann. Mittels Solarstrom, solarer Wärme und Umweltkälte kann der PVT-Kollektor sowohl Strom und Wärme als auch Kälte erzeugen. „Tagsüber wandelt das System Sonnenenergie in Strom und Wärme um und nachts nutzt es Umweltkälte – im Wesentlichen durch Strahlungsaustausch mit dem kalten Nachthimmel“, erläutert KET-Geschäftsführer Gerrit Sonnenrein. Eine im System integrierte Wärmepumpe senkt oder hebt die im Gebäude erreichten Temperaturen bei Bedarf. Wärme- und Kältespeicher überbrücken die Fehlzeiten zwischen Energieerzeugung und -bedarf. Eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung komplettiert das System.

Intelligente Steuerung mit integrierten Wettervorhersagemodellen

Das neue Versorgungssystem soll energieeffizient sein: Bei möglichst geringem Energieverbrauch soll das System die selbsterzeugte regenerative Energie optimal nutzen. Zudem soll es den Eigenbedarf des Nutzers – etwa an Strom und Wärme – umfänglich decken. Und: Unternehmen, öffentliche Einrichtungen und Privatpersonen könnten mit dem modernen effizienten Versorgungssystem künftig Geld sparen. Denn es würde in den Bereichen Heizen und Kühlen den Energieverbrauch senken. Die intelligente Steuerung und der Einsatz innovativer Speicher in dem System könnten außerdem die Versorgungsnetze entlasten: Je nach Energiebedarf eines Gebäudes sorgen sie dafür, dass beispielsweise überschüssiger Strom aus öffentlichen Netzen genutzt wird.

Das Versorgungssystem mit PVT-Kollektor, Wärmepumpe und Lüftungsanlage soll über eine zentrale Steuereinheit bedienbar sein. Damit das System energetisch optimal arbeiten kann, soll es Wettervorhersagemodelle integrieren. Das ermöglicht eine vorhersagende Regelung des Systems.

21.4.2020 | Quelle: Universität Paderborn | solarserver.de © Solarthemen Media GmbH