Regenerativ erzeugte Energie fließt direkt in den Grundlastbedarf

Den Kern des thermischen Netzwerks bildet ein Verbund aus dem Eis-Energiespeicher und Wärmepumpen. Diese Technik verfolgt nicht nur den Zweck, das Gebäude zu beheizen. Vielmehr geht es darum, den Bedarf an Wärme, Kälte und das Aufkommen von Abwärme aus den Prozessen so zu integrieren, dass ein Austausch von Enthalpien – also der Energie eines thermodynamischen Systems - möglich ist.

Rainer Schmalenberg, im Vertrieb für Eis-Energiespeicher bei Viessmann tätig, sieht die Rolle des Speichers innerhalb einer thermischen und ebenfalls elektrischen Sektorenkopplung aus gutem Grund vielfältig. Der Projektleiter beim Allendorfer Spezialisten zieht als Argumentation die unterschiedlichen Möglichkeiten heran, regenerativ erzeugte Energie so effizient wie möglich nutz- und haltbar zu machen. Der Eis-Energiespeicher fungiert dabei als latenter Pufferspeicher. Die Wärmepumpen wiederum speichern ein oder entnehmen - je nach Bedarf (Abb. 3).

Zur Verdeutlichung: Auf dem Dach von G60 befindet sich eine Photovoltaikanlage mit 1.100 kW/p Leistung. Hinzu kommt eine Freiflächenanlage mit noch einmal 1500 kW/p. Die Intention von Phoenix Contact besteht vornehmlich darin, den generierten elektrischen Strom direkt in den Grund-lastbedarf des Gebäudes fließen zu lassen. Damit die von den Solarmodulen erzeugte Gleichspannung mit maximalem Wirkungsgrad verwendbar ist, kommt ein industrielles Gleichstromnetz zum Einsatz - dies mit dem Ziel, Wandlungsverluste zu reduzieren. Doch wie sieht die Situation aus, wenn der Grundlastbedarf den generierten Solarstrom nicht in Gänze benötigt? „Der typische Fall sind sonnige Tage am Wochenende oder während der Sommerferien“, meint Matthias Unruhe, Projektleiter für Gebäude 60 bei Phoenix Contact (Abb. 4).

Mit diesem Szenario vor Augen lassen sich die Vorteile der energetischen Sektorenkopplung anschaulich erläutern. Ziel ist es, die regenerativ erzeugte Energie der Dach- und Freiflächenanlage so weit wie möglich selbst zu nutzen. Der Eigenverbrauch steht somit an oberster Stelle. Ist der bereits erwähnte Grundlastbedarf zu gering, kommen elektrische Energiespeicher zur Anwendung - als große Batterien. Hierbei kann es sich zum einen um stationäre Speicher handeln und zum anderen auch um die Speicher von Elektrofahrzeugen, die an den Ladesäulen des Gebäudes betankt werden. Sind alle Batteriespeicher gefüllt und ist weiterhin ungenutzte Energie vorhanden, bliebe die Einspeisung in das Versorgungsnetz. Die Vergütung liegt allerdings bei nur wenigen Cent, weshalb sich die Einspeisung aus wirtschaftlichen Erwägungen als unattraktiv erweist (Abb. 5).