Projekt 21074/01

Entwicklung einer Solarheizung mit Wärmepumpe für Niedrigenergiehäuser mit einer Primärenergieeinsparung > 50 %

Projektträger

Consolar Solare Energiesysteme GmbH
Gewerbestr. 7
79539 Lörrach
Telefon: 07621 4222834

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Ziel des Entwicklungsvorhabens ist eine (fossil unterstützte) Solarheizung. Auf den Einsatz der fossilen Energieträger Öl oder Gas wird verzichtet, aufgrund der bekannten begrenzten Verfügbarkeit und negativen Auswirkungen auf das Klima. Die zur thermisch genutzten Sonnenenergie in geringem Maße zusätzlich nötige Energie soll in sehr effizienter Weise über elektrischen Strom bereitgestellt werden. Damit ist bei Häusern entsprechend der EnEV eine Primärenergieeinsparung von deutlich über 50 % möglich, verglichen mit einer fossil befeuerten Heizung. Darüber hinaus besteht bei Erzeugung dieser Energiemenge über regenerative
Energieträger das Potential einer vollständig CO2-neutralen Energieversorgung.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn dem System werden eine Solaranlage sowie eine Wärmepumpe so kombiniert, dass beide Komponenten besonders effizient betrieben werden:
Die Erträge eines Sonnenkollektors werden umso höher, je tiefer die mittlere Temperatur des Solarkreises ist, da die thermischen Verluste des Kollektors sinken. Daher wird bei dem geplanten System im Winter dem Solarkreis von einer Wärmepumpe Wärme entzogen, so dass die vom Kollektor aufgefangene Wärme bei tiefen Temperaturen und maximalem Wirkungsgrad genutzt wird.
Umgekehrt können mit Kollektoren wesentlich höhere Vorlauftemperaturen erreicht werden als bei Nutzung der Umgebungswärme, was bessere Leistungszahlen zur Folge hat. Sobald die Einstrahlung und damit der Energieertrag der Kollektoren groß genug ist, um die Wärmeversorgung ganz ohne Wärmepumpe zu sichern, wird der Solarkreis wie bei einer herkömmlichen Solaranlage durch den Speicher ge-leitet.
Um auch bei längeren Schlechtwetterperioden die Wärmeversorgung sicher zu stellen, sieht das System die kombinierte Nutzung der in Luft gespeicherten Umgebungswärme vor. In der Regel sind bei bedecktem Himmel die Lufttemperaturen nicht sehr tief, so dass die Wärmepumpe bei Wärmeentzug aus der Luft mit guten Leistungszahlen laufen kann.
Neben dem Gesamtsystem werden im Rahmen des Projektes folgende Komponenten neu entwickelt: Kollektor (Grammer + Consolar), Eisspeicher (Consolar), Regler und Simulationsprogramm (Delzer + Consolar). Nach Erprobung einer Testanlage bei Consolar sollen mehrere Pilotanlagen im Rahmen einer Solarsiedlung realisiert werden.


Ergebnisse und Diskussion

Nach der Komponentenentwicklung bis zur Funktionsreife wurde eine erste Testanlage seit 2004 bei Consolar getestet. Seit Ende 2006 werden zwei Pilotanlagen bei Kunden betrieben und messtechnisch betreut und ausgewertet.
Im Rahmen des Förderprojektes wurde die Funktionsreife des Systems erreicht. Die wesentlichen Ziele des Vorhabens wurden erreicht. Die prognostizierte Primärenergieeinsparung wurde durch einen Systemtest des ITW-Stuttgart nachgewiesen.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

SOLAERA wurde ab Frühjahr 2007 erstmals in der Öffentlichkeit vorgestellt:
o Februar 07: Internationales Consolar-Gebietsvertretertreffen mit Besichtigung der Pilotanlagen
o März 07: ISH (weltweit wichtigste Sanitär und Heizungsmesse) in Frankfurt/M.
o April 07: task 32-industry-workshop
o Mai 07: 17. Symposium Thermische Solarenergie OTTI, Staffelstein mit Verleihung des Innovationspreises für SOLAERA
o Juni 07: estec-Konferenz in Freiburg und Intersolar
Hierdurch ausgelöst kam es zu mehreren Berichten in Fachzeitschriften und der Endverbraucherpresse. Das Interesse sowohl in der Fachwelt als auch bei Privatpersonen ist enorm: noch nie hat Consolar so viele Anfragen pro Tag erhalten. Dies zeigt, dass ein großer Markt für dieses System existiert.


Fazit

Es wurde eine sehr umfangreiche Entwicklungsarbeit geleistet und das Ergebnis ist ein sehr zukunftsträchtiges System, mit dem eine Vision wahr wird:
Heizen mit der Sonne statt solarer Heizungsunterstützung!