Große Solarthermieanlagen:

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1 FVS Jahrestagung 2006 Große Solarthermieanlagen: Einbindung in Nahwärmenetze und Wärmespeicher zur Optimierung der solaren Deckungsrate Dipl.-Ing. Michael Guigas Ausgangslage / Randbedingungen Standardisiertes Technik-Konzept Ausgeführte Projekte Solaranlagen mit höherer Deckungsrate Zusammenfassung Gropiusplatz Stuttgart

2 Ausgangslage - Chance für Contracting Wunsch nach Wärmeversorgung auf Basis von Biomasse und Solarenergie Gründe: Niedrige Energiekosten und Ökologie Aber oft Bedenken wegen höherer Investition und dem Aufwand für Wartung und Betrieb Wettbewerbsvorteil für ambitionierte Contractingunternehmen Einbringung des speziellen Know-hows Finanzierung der Investition Übernahme von Wartung und Betrieb Folie 2

3 Ausgangslage - Wohnungswirtschaft Bauträger errichten einen erheblichen Anteil der Wohngebäude im städtischen Bereich Typische Randbedingungen für Neubaugebiete: 20 bis 50 Einfamilienhäuser, meist Reihenhäuser, wenige Mehrfamilienhäuser zügige Erschließung innerhalb weniger Jahre Gute Voraussetzung für den Einsatz innovativer Syste Enge und frühzeitige Zusammenarbeit der Beteiligten Aber: Keine Komforteinbußen und nicht teurer Folie 3

4 Eingespieltes Team von Partnern Bauträger: Siedlungswerk Stuttgart Bau und Vermarktung der Gebäude, seit 1990 Erfahrung in der Umsetzung von innovativen Konzepten, es werden etwa Einheiten mit regenerativen Energien versorgt. Seit 1948 hat das Siedlungswerk über Wohnungen und Häuser gebaut. Contractor: ImmoTherm Finanzierung, Bau und Betrieb der Nahwärmeversorgung. 12 regenerative Wärmeversorgungen mit kw in Betrieb Planungsbüro: EGS-plan Konzeption und Planung, umfangreiche Erfahrungen mit Nahwärmeversorgungen und erneuerbaren Energien. "Planung aus einer Hand" von der Heizzentrale über Wärmenetz bis zur Haustechnik und Bauphysik Folie 4

5 Argumente für Holzpellets u. Solaranlage Holzpellets gegenüber Gas oder Heizöl CO 2 -neutraler Brennstoff stabiler Brennstoffpreis Holzpellets gegenüber Holzhackschnitzeln geringer Platzbedarf für Lagerung durch hohe Energiedichte weniger Beeinträchtigung durch Anlieferung bessere Verbrennung, geringere Schadstoffemissionen einfachere Betriebsführung keine Geruchsemissionen Thermische Solaranlage Optisches Signal, Identifikation der Bewohner mit der Technik Betriebsoptimierung durch Kombination mit Holzkessel Kostenoptimierung durch gemeinsam genutzten Pufferspeicher Folie 5

6 Voraussetzungen für die Einbindung von Solaranlagen Wärmebedarf im Sommer muss vorhanden sein WW-Bereitung (solare Kühlung, Prozesswärme) Niedrige Systemtemperaturen Heizung: Radiatoren 60 / 30 C oder Fußbodenheizung Netzauslegung max. 70 / 40 C Kollektorflächen große zusammenhängende Flächen dachintegriert, z.b. Dach auf MFH, EFH sind ungeeignet Dachneigung größer 20, 30 bis 45 sind optimal Nähe zu Heizzentrale, evtl. 3-Leiter Netz Platz für Speicher notwendig Folie 6

7 Wirtschaftlichkeit und Emissionen 40 bis 60% Mehrinvestitionen gegenüber konventioneller Versorgung mit Gas Finanzierung durch Betreiber, Baukostenzuschuss vom Bauherrn in der Höhe der Kosten konventioneller Versorgung, Restfinanzierung über Wärme-Grundpreis Jahresgesamtkosten der Wärmeversorgung (Investition und Betrieb) 0 bis 10 % über konventioneller Versorgung Möglich durch niedrige Brennstoffkosten für Pellets und große Abnahme CO 2 -Reduzierung gegenüber Gas um 60 bis 80% Positives Argument und großer Wettbewerbsvorteil des Bauträgers Erhöhte Energiestandards, wie z.b. "EnEV -15%" (Anforderung der Stadt Stuttgart) oder "KfW-60-Haus" sind leichter zu erreichen Folie 7

8 Standardisiertes Technik-Konzept - Projektbeispiel Kastenäcker Wohngebiet Kastenäcker in Esslingen-Sulzgries (2005 / 2006) 30 Einfamilienhäuser (EFH) und 1 Mehrfamilienhaus (MFH) mit 6 Wohnungen Daten Nahwärmeversorgung: - Holzkessel 220 kw -Solaranlage mit 148 m² Kollektorfläche -und 2 x 5 m³ Pufferspeicher - Auslegung Netz 70 C / 40 C (Vorlauf / Rücklauf) - Trassenlänge Netz ca. 700 m Folie 8

9 Jahresgesamtkosten - Projekt Kastenäcker [ /a] dezentral / Gas- BWK dezentral / Erdsonden-WP dezentral / Passivhaus HZ mit Gas- BWK und Holzpelletkessel HZ mit Holzpelletkessel und Solaranlage Energiekosten Instandsetzung, Wartung, Betrieb Kapitalkosten Kapitalkosten (durch Förd. getragen) Folie 9

10 Standardisiertes Technik-Konzept - Anlagenschema Solaranlage Wohnsiedlung Holzpellets M M M Pufferspeicher Holzpellets-- Kessel Heizzentrale Folie 10

11 Standardisiertes Technik-Konzept - Heizzentrale Folie 11

12 Standardisiertes Technik-Konzept - Kollektoranlage 1. Dachintegriert 2. Aufgeständert Folie 12

13 Standardisiertes Technik-Konzept - Nahwärmenetz Folie 13

14 Standardisiertes Technik-Konzept - Hausstationen Verbraucher Liefergrenze 60 C 30 C Danfoss ECL 200 VF1 RF1 Liefergrenze Fernwärme-Vorlauf 60 C HAS1 60 C 50 C Warmwasser TWW Fernwärme-Rücklauf max. 50 C HAS2 WMZ 30 C 10 C Zirkulation TWZ Kaltwasser TWK Folie 14

15 Ausgeführte Projekte Nahwärmeversorgung Hülben in Holzgerlingen (2005 / 2006) 47 EFH, 3 MFH mit 3 x 11 WE, 1 Kindergarten mit 3 WE 540 KW Holzpelletskessel, Solaranlage mit 250 m² Kollektorfläche, 15 m³ Pufferspeicher Weitere Heizzentrale mit ca. 300 KW Holzpelletskessel in Planung für 24 EFH und 1 MFH mit 14 WE, Sommerbetrieb: beide Wärmenetze aus einer Heizzentrale (540 KW) versorgt, Winterbetrieb: Separater Betrieb Gefördert durch das Bundesumweltministerium im Rahmen des Förderprogramms Solarthermie Folie 15

16 CO 2 -neutrale Wärmeversorgung für Wohnsiedlungen Realisierung größerer CO 2 -neutraler Wärmeversorgungen auf Basis Biomasse und Solarenergie. Zusammenarbeit mit dem dem Bundesministerium für Umwelt (BMU) und dem Institut für Gebäude und Solartechnik (IGS) der TU Braunschweig Grobanalyse Projekte Feinanalyse ca. 10 Projekte Realisierung 5-10 Projekte Projekte gesucht!!! Folie 16

17 Solaranlagen mit Mehrtagesspeicher 4.0 Kosten-/Nutzenverhältnis [Euro/(kWh/a)] ,5 Euro /(kwh/a) VRK 2.7 Euro /(kwh/a) Flachkollektoren 2 Euro /(kwh/a) 1,8 Euro /(kwh/a) 0,8 Euro /(kwh/a) 2,5 Euro /(kwh/a) 1,7 Euro /(kwh/a) 0.0 Kleinanlagen (< 10 m²) Großanlagen (>100 m²) Solaranlagen mit Langzeit-Wärmespeicher f<15% f<20% f<40-60% Folie 17

18 Solaranlage mit Mehrtagesspeicher am Schlachthof in Speyer 57 EFH (140 m² m²) Solaranlage mit 550 m² Kollektorfläche und 100 m³ Pufferspeicher Sol. Deckungsrate ca. 25 % Nachheizung über Gas-Brennwertkessel mit 600 kw Leistung Folie 18

19 Baugebiet am Schlachthof in Speyer 117 m² 91 m² 178 m² 178 m² Heizzentrale Nahwärmenetz Kollektoren Pufferspeicher Folie 19

20 Umbau Alter Schlachthof, Kollektoranlage Folie 20

21 Mehrtages - (Puffer -) Speicher, Inhalt 100 m³ Folie 21

22 Finanzierung, Investitionskosten Gesamtinvestitionskosten Kollektoren Anbindung Pufferspeicher Heizzentrale MSR-Technik Planung 501 pro m² Kollektorfläche pro Haus Förderung (BMU) (Förderbeitrag 35%) Solarer Wärmepreis 16 bzw. 10 Cent/kWh ohne bzw. mit Förderung Folie 22

23 Zusammenfassung Anfangshürden hohe Investition und erhöhter Wartungsaufwand bei Solar-Biomasse-Projekten sind positive Argumente für Contracting-Lösung Finanzierung durch den Contractor / Betreiber Kunde erhält Endprodukt Wärme Projektpartner erstellen im Gesamtkonzept Wohngebiete mit einer Nahwärmeversorgung auf Basis von Solarenergie und Biomasse Akzeptanz der Käufer Standardisiertes Technikkonzept hält Mehrkosten in Grenzen und erleichtert die Umsetzung Positives Image einer CO 2 -neutralen Wärmeversorgung ist ein Verkaufsargument für den Bauträger Solaranlagen mit Mehrtagesspeicher sind eine kostengünstige Alternative für Anlagen mit höheren solaren Deckungsraten maximale solare Deckungsrate 30 % Einsatz von Standardspeichern Folie 23

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! STZ-EGS Steinbeis-Transferzentrum Energie-, Gebäude- und Solartechnik EGS-plan Ingenieurgesellschaft für Energie-, Gebäude- und Solartechnik mbh Gropiusplatz 10, Stuttgart Tel / Fax 0711 / Folie 24

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