PVT-Kollektoren für emissionsfreie Wärmeversorgung in Österreich

Zu sehen ist eine Animation des geplanten kalten Nahwärmenetzes in Reutte, das die Basis für die emissionsfreie Wärmeversorgung darstellt.Grafik: Greenixcloud / AEE Intec
Darstellung des kalten Nahwärmenetzes mit Netzteilnehmern und Anschlusspunkten. Das Netz besteht aus zwei Leitungen mit unterschiedlichen Funktionen und Temperaturniveaus. Die warme Seite (orangene Linie) nimmt die PVT-Wärme auf und dient als Quelle für die Wärmepumpen. Die kalte Seite (blaue Linie) dient für die Ableitung der Dach- und Oberflächenwassers und übernimmt die Wasserrückgabefunktion der Wärmepumpen.
Im Tiroler Ort Reutte entsteht ein Mischgebiet aus Gewerbe, Industrie und Wohnen. PVT-Kollektoren speisen ein kaltes Nahwärmenetz und einen Erdsolespeicher. Diese dienen wiederum als Wärmequelle für Wärmepumpen.

Der österreichische Projektentwicker Simona Alexe-Greenixcloud hat sich darauf spezialisiert, Konzepte für eine emissionsfreie Wärmeversorgung in Gewerbe und Industrie zu entwickeln. Diese setzt das Büro für Projektentwicklung nach dem Zero Emission Building Design dann mit einem Netzwerk aus Technologielieferanten um. PVT-Kollektoren spielen hier eine immer wichtigere Rolle, da sie gleichzeitig grünen Strom und grüne Wärme für den Kunden liefern. „Aufgrund der wachsenden Bedeutung von Wärmepumpenanlagen und Elektromobilität geht die Entwicklung eindeutig in Richtung PVT-Kollektoren und diese werden wir aufgrund der flexiblen Designmöglichkeiten auch verstärkt einsetzen“, sagt Greenixcloud-Projektleiter Heinz Peter Stoessel.

Auf einer Industriebrache im Tiroler Ort Reutte entwickelt das Unternehmen zurzeit ein neues Projekt. Auf 120.000 m2 Fläche sollen ab dem vierten Quartal 2022 eine Gewerbe-, Industrie- und Siedlungsgebiet entstehen. Das Zero Emission Building Design Konzept überzeugte die Investoren. Neben einem PVT-Feld sind das kalte Nahwärmenetz und Erdsolespeicher unter den Fundamenten der Gebäude als Langzeitspeicher die zentralen Komponenten des Wärmekonzeptes.

Investoren verpflichten sich zur Klimaneutralität

„Wir arbeiten nur mit Investoren zusammen, die sich der Klimaneutralität verpflichte“, sagt Stoessel. Im Falle des Projektes in Reutte ist der Investor der jetzige Eigentümer des Großteils des Geländes, die Liegenschaftsverwaltung Reutte GmbH, eine Tochter der Linz Textil Holding, die dort früher eine Spinnerei betrieb. Sie hat sich verpflichtet, den Grund und Boden nur solchen Investoren zu verkaufen, die das Zero Emission Building Design Konzept umsetzen. Diese müssen zustimmen, PVT-Anlagen auf ihren Dächern zu errichten und ihre Gebäude an das Kaltwärmenetz anzuschließen.

„Wir setzen bei unseren Projektentwicklungen auf unsere langjährigen Greentec-Partner in Forschung und Entwicklung sowie auf Zulieferer der Schlüsselkomponenten. Daher ist es möglich, den Investoren auch eine 15-jährige Effizienzgarantie für ein nachhaltiges, zukunftsweisendes regeneratives Energiesystem anzubieten“, so Stoessel. Außerdem unterstützte der österreichische Klima- und Energiefonds eine Machbarkeitsstudie, um den optimalen Einsatz von PVT in Kombination mit dem kalten Nahwärmenetz zu entwickeln.

Konzept für die emissionsfreie Wärmeversorgung

Greenixcloud hat in der Konzeptentwicklung die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt. Da das Grundstück in einem Gipskarstgebiet liegt, ist es nicht möglich, das Grundwasser durch Erdsonden als Wärmequelle für die Wärmepumpen zu nutzen. Die Funktion des Langzeitwärmespeichers und die Wärmequelle für die Wärmepumpen übernimmt dafür das kalte Nahwärmenetz. Es wird bei Temperaturen zwischen 4 und 25 °C betrieben. Dadurch entstehen nur geringe Verluste im Wärmenetz.

Projektdaten
Gesamtflächeca. 120.000 m2
beheizte und gekühlte Fläche90.000 m2
PVT-Typabgedeckte, gedämmte PVT-Kollektoren
PVT-Fläche35.860 m2
Nutzbarer Solarertrag17.136 MWh/a
Stromerzeugung PVT-Kollektoren8,03 MWh/a
Wärmepumpenleistung3,5 MW
Erdsolespeicher45.000 m2
Jahresarbeitszahl der Wärmepumpen für Raumheizung5,2

Die emissionsfreie Wärmeversorgung wird mit PVT-Kollektoren auf allen Dächern der Gebäude sichergestellt. Die Gebäude erhalten jeweils drei unterschiedliche Wärmespeicher: jeweils einen Pufferspeicher für Warmwasser und Raumwärme sowie einen Erdsolespeicher unter dem Fundament. Wärmepumpen in den Gebäuden unterstützen die Versorgung. Sie nutzen die Erdsolespeicher oder das kalte Nahwärmenetz als Wärmequelle und heben die Temperatur auf das erforderliche Niveau.

Kalte Nahwärme als Langzeitenergiespeicher

„Ein wichtiger Baustein für die erfolgreiche Realisierung eines emissionsfreien Quartiers ist die Entwicklung von verschiedenen Speicherarten und die intelligente Vernetzung von Wärmeenergienutzern untereinander“, beschreibt Stoessel die Herausforderung. Dynamische Simulationen von Greenixcloud haben ergeben, dass die gewerblichen Gebäude ihren thermischen Energiebedarf größtenteils selbst decken.

Eine intelligente Regelung verteilt die Wärme aus den PVT-Kollektoren zunächst auf die Pufferspeicher für Brauchwarmwasser und Raumwärme. Sind diese Speicher gefüllt, sorgt die Regelung dafür, dass die Langzeitspeicher wie der Erdsolespeicher und das kalte Nahwärmenetz mit Wärme geladen oder regeneriert werden.

ZU sehen ist das Schema der Wärmeversorgung in Reutte.
Intelligente Regelung im Gebäudeenergiesystem regelt die Beladung der Speicher sowie die Wärmeabgabe in das kalte Nahwärmenetz. Grafik: Greenixcloud / AEE Intec

Die unterschiedlichen Speichereinrichtungen werden entsprechend einer ertragsorientierten Systemregelung be- und entladen und sind die Grundlage für hohe solare Deckungs- und Autarkiegrade in diesem Quartier. Eine besondere Herausforderung stellen die unterschiedlichen Temperaturniveaus in den einzelnen Speichern dar. Durch Priorisierung und Kaskadierung entsprechend der Systemtemperaturen wird sie gelöst. Dazu kommunizieren die Gebäude und energietechnischen Anlagen auf Basis von intelligenten Regelungskomponenten untereinander.

Andreas Kühl

Der Autor ist Energieblogger und betreibt den Energieblog energynet.de.

Dieser Beitrag ist im Original in englischer Sprache auf dem Nachrichten-Portal solarthermalworld.org erschienen.

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