Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Der gro\u00dffl\u00e4chige Einsatz von Sonnenkollektoren ist nur durch die Entwicklung kosteng\u00fcnstiger Konzepte f\u00fcr die Nahw\u00e4rmeversorgung in Verbindung mit saisonaler W\u00e4remspeicherung m\u00f6glich. In einer Voruntersuchung wurde festgestellt, da\u00df die Kombination mit einem Blockheizkraftwerk die solare Nahw\u00e4rmeversorgung preislich interessanter gestaltet.
\nZiel des Vorhabens war die Entwicklung eines Nahw\u00e4rmeversorgungskonzepts f\u00fcr den l\u00e4ndlichen Raum auf der Basis der Kombination von Solarenergienutzung und Kraft-W\u00e4rme-Kopplung. Ferner sollte ein Konzept f\u00fcr einen Saisonalspeicher erarbeitet werden. Die Schwerpunkte lagen hierbei auf der Verifizierung eines Konzeptes f\u00fcr eine radiale Temperaturzonierung zur Verringerung der W\u00e4remverluste des Speichers sowie auf der Verwendung neuer Materialien f\u00fcr den Speicheraufbau und die D\u00e4mmung.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZur Beurteilung des Konzeptes einer radialen Temperaturzonierung wurde in Zusammenarbeit mit der RWTH Aachen eine Detailsimulation der W\u00e4rme- und Stoffstr\u00f6me in einem Saisonalspeicher durchgef\u00fchrt. Dabei wurde einmal ein Speicher ohne Zonierung und einmal ein Speicher mit Zonierung berechnet.
\nZur Erprobung des Speicherkonzeptes wurde ein Modellspeicher mit einem Volumen von 20 m\u00b3 aufgebaut und vermessen. Der Speicher wurde hierbei in wetterfestem Stahl ausgef\u00fchrt, und die D\u00e4mmung erfolgte mit Schaumglasgranulat. Anschlie\u00dfend wurde der Speicher in einer mehrt\u00e4gigen Messung mehrfach be- und entladen.
\nAu\u00dferdem wurde eine genaue Kostenanalyse f\u00fcr eine Nahw\u00e4rmeversorgung auf der Grundlage der oben beschriebenen Komponenten (Kollektoren, BHKW und Speicher) durchgef\u00fchrt. Hierbei wurde eine konkrete Planung f\u00fcr eine solare Ferienhaussiedlung durchgef\u00fchrt.
\nF\u00fcr dieses Vorhaben wurden au\u00dferdem Computersimulationen der Energiebilanzen erstellt. Hierbei wurden sowohl die thermischen als auch die elektrischen Energiestr\u00f6me betrachtet.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Detailsimulationen ergaben, da\u00df kurzfristig eine radiale Temperaturschichtung im Speicher erreicht wird. Langfristige Aussagen waren aufgrund der Komplexit\u00e4t des Simulationsmodells nicht m\u00f6glich. Hierzu w\u00e4ren weitere physikalische Untersuchungen der W\u00e4rme- und Stoffstr\u00f6me in einem Saisonalspeicher notwendig. Eine positive Empfehlung f\u00fcr den Bau eines Speichers mit radialer Temperaturzonierung und eine Absch\u00e4tzung der Verringerung der Energieverluste sowie der Steigerung der Verf\u00fcgbarkeit von Energie auf hohem Temperaturniveau ist so schlecht m\u00f6glich.
\nDer Aufbau des Modellspeichers und die Vermessung desselben konnten erwartungsgem\u00e4\u00df durchgef\u00fchrt werden. Die gew\u00e4hlte Konstruktion erwies sich als problemlos ausf\u00fchrbar und die Messungen best\u00e4tigten die erwartete Effizienz des Speichers. Schaumglasgranulat ist somit als D\u00e4mmaterial, das leicht gesch\u00fcttet werden kann, sehr geeignet f\u00fcr den Einsatz in Saisonalspeichern.
\nDie Simulation der Energiestr\u00f6me in einer Siedlung bei einer Kombination von Sonnenkollektoren und Blockheizkraftwerk ergaben, da\u00df ein vertr\u00e4glicher Betrieb beider Anlagen m\u00f6glich ist. Voraussetzung f\u00fcr eine weitere Verfeinerung eines solchen Konzeptes ist jedoch auf jeden Fall ein geeignetes Energiemanagement in der Siedlung. Hierbei mu\u00df auf jeden Fall ein hoher Eigenverbrauch des erzeugten Stromes erreicht werden. Ein Betrieb auf der Basis der Einspeisung des vom BHKW erzeugten Stromes ist wirtschaftlich nicht m\u00f6glich.
\nDie Kostenanalyse zeigte, da\u00df vor allem die Kosten f\u00fcr den Speicher doch h\u00f6her waren als zum Zeitpunkt der Antragstellung angenommen. Vor allem durch die Verwendung wetterfesten Stahls wurden die Kosten erh\u00f6ht. Dennoch zeigte sich, da\u00df dies die g\u00fcnstigste M\u00f6glichkeit des Korrosionschutzes ist.
\nF\u00fcr eine Ferienhaussiedlung konnte ein Nahw\u00e4rmeversorgungskonzept entwickelt werden. Der anlegbare W\u00e4rmepreis f\u00fcr die Versorgung lag mit etwa 0,46 DM\/kWh erwartungsgem\u00e4\u00df \u00fcber dem einer konventionellen W\u00e4rmeversorgung, bei der unter 0,20 DM\/kWh erreichbar sind. Allerdings mu\u00df im Falle der Ferienhaussiedlung die ungew\u00f6hnliche Verbrauchsstruktur ber\u00fccksichtigt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Im Rahmen des Projektes wurden die Ans\u00e4tze f\u00fcr ein Speicherkonzept auf der Basis einer Stahlkonstruktion mit radialer Temperaturzonierung verfeinert. Die Realisierungskosten f\u00fcr ein entsprechendes Nahw\u00e4rmekonzept sind allerdings h\u00f6her als anf\u00e4nglich angenommen.
\nWeitere Ans\u00e4tze f\u00fcr ein Nahw\u00e4rmekonzept setzten vor allem ein geeignetes Energiemanagementsystem voraus. Es wird deshalb empfohlen, in diesem Bereich weitere Arbeiten durchzuf\u00fchren.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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