Strom-Wärme-Verbundsysteme

Artikel in der Zeitschrift „Sonne Wind & Wärme“,
Ausgabe 1+2 2016 als Download verfügbar.

Regenerative Versorgung von Haushalten über Strom-Wärme-Verbundsysteme

Die Energiewende wird meist im Kontext einer reinen Stromwende diskutiert; mit dem weiteren Zubau an PV und Windkraft sowie einem deutlichen Ausbau elektrischer Speicher soll der regenerative Anteil an der Stromversorgung bis 2050 auf 60% erhöht werden (von derzeit ca. 30%). Dabei ist Anteil der Stromversorgung am Energieverbrauch eines Haushalts typischerweise unter 20%, 80 % werden für Wärme und Mobilität verwendet. Durch den drastischen Rückgang der Stromerzeugungskosten aus PV und Wind besteht inzwischen bei Großanlagen nahezu Preisparität im Vergleich zum Kauf von Heizöl. Damit stellt sich die Frage, wie ein System aufgebaut sein muss, das den überwiegenden Anteil des Strom- und Wärmeverbrauchs von Haushalten regenerativ deckt und gleichzeitig den überwiegenden Anteil der regenerativen Erzeugung selbst verbraucht. Es zeigt sich, dass bereits ein einfach aufgebautes System, bestehend aus PV-Anlage, Windanlage und thermischem Speicher in der Lage ist, diese Anforderung zu erfüllen.

Beispielsweise genügen für einen regenerativen Autarkiegrad von 80% ein vergleichsweise kleiner thermischer Mehrtagesspeicher und ein Windanteil am Erzeugungsmix von über 80%.

Werden zusätzlich eine Wärmepumpe, ein BHKW und ein kleiner Batteriespeicher in das System eingebaut, so reduziert sich die Anlagengröße ganz erheblich und es ist möglich, den Stromverbrauch jederzeit komplett abzudecken.

Am Lehrstuhl werden in diesem Bereich Simulationen möglicher Anlagenkonfigurationen und zur Netzintegration durchgeführt sowie perspektivisch Testanlagen errichtet.