Solare Wärmeversorgung von Quartieren

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1 Solare Wärmewende Lösungen für Gebäude, Quartiere und Industrie Solare Wärmeversorgung von Quartieren Referent: Dr.-Ing. Janybek Orozaliev, Institut für Thermische Energietechnik, Universität Kassel Mitwirkende: Christoph Scholte, Viessmann Deutschland GmbH, Allendorf (Eder) Dominik Bestenlehner, ITW/TZS, Universität Stuttgart Dr.-Ing. Wolfgang Kramer, Fraunhofer ISE, Freiburg Viessmann Group

2 Inhalte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg, Viessmann Deutschland GmbH Solare Nahwärme Crailsheim, ITW/TZS Universität Stuttgart Zentrale KWK mit dezentraler Solarthermie Freiburg Gutleutmatten, Fraunhofer ISE Geosolare Wärmeversorgung Kassel Feldlager, Institut für Thermische Energietechnik, Universität Kassel Viessmann Group

3 Christoph Scholte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg Trassenplan 138 vertragliche Anschlussnehmer (weitere 14 Optionen in Planung) Wärmebedarf ca MWh Versorgung über ein m langes Nahwärmenetz Inbetriebnahme geplant Oktober 2017 Jeweils aktuelle Informationen zum Projektstand auf: Viessmann Group

4 Christoph Scholte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg Versorgungskonzept m m kw kw Die Versorgung im Sommer sowie ein Teil der Grundlast in der Übergangszeit und im Winter wird durch ein Solarthermiefeld mit einer Bruttokollektorfläche von m² in Verbindung mit einem Pufferspeicher mit einem Volumen von 300 m³ abgedeckt. Die Grund- und Hauptlast in der übrigen Zeit wird durch einen Hackschnitzelkessel mit einer Leistung von kw abgedeckt. Für den Spitzenlastbereich an sehr kalten Tagen sowie für die Redundanzabdeckung ist ein Bioflüssiggaskessel mit einer Leistung von kw vorgesehen. Viessmann Group

5 Christoph Scholte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg Hydraulikschema Intelligente Regelungstechnik Freiflächen Solarthermie Heizzentrale Wärmespeicher Wärmenetz 4 2 Grundlast Biomasse HHS 3 Spitzenlast NT-Kessel Bio-Propan Solarspeicher 2 oben M Solarspeicher 1 unten M 85 / 70 C (Winter / Sommer) 1 M M (Winter / Sommer) 55 / 40 C 4 Wärmemengenzähler: - Solarthermiefeld - Biomassekessel - Bio-Propankessel - Wärmenetz Viessmann Group

6 Inhalte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg, Viessmann Deutschland GmbH Solare Nahwärme Crailsheim, ITW/TZS Universität Stuttgart Zentrale KWK mit dezentraler Solarthermie Freiburg Gutleutmatten, Fraunhofer ISE Geosolare Wärmeversorgung Kassel Feldlager, Institut für Thermische Energietechnik, Universität Kassel Viessmann Group

7 Dominik Bestenlehner Solare Nahwärme: Crailsheim Kerndaten Schule/ Solarzentrale Wallzentrale Wohngebäude EWS Wohngebäude Gesamtkollektorfläche: ca m² / 5,2 MW th Erdsonden-Wärmespeicher (EWS): m³ erschlossenes Erdreichvolumen Zwei Pufferspeicher mit 480 m³ und 100 m³ Wärmepumpe mit 80 kw el Anschlussleistung Versorgung von ca. 350 Wohneinheiten, einer Schule und einer Sporthalle Viessmann Group

8 Dominik Bestenlehner Solare Nahwärme: Crailsheim Schema m² Kollektoren (Gebäude) Wärmeverteilung Nachheizung Fernwärme m² Kollektoren (Lärmschutzwall) Wärmepumpe Erdsondenwärmespeicher Viessmann Group

9 Dominik Bestenlehner Solare Nahwärme: Crailsheim Wärmebedarf und solarer Deckungsanteil Viessmann Group

10 Inhalte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg, Viessmann Deutschland GmbH Solare Nahwärme Crailsheim, ITW/TZS Universität Stuttgart Zentrale KWK mit dezentraler Solarthermie Freiburg Gutleutmatten, Fraunhofer ISE Geosolare Wärmeversorgung Kassel Feldlager, Institut für Thermische Energietechnik, Universität Kassel Viessmann Group

11 Dr.-Ing. Wolfgang Kramer Projekt Freiburg Gutleutmatten Konzept zentrale KWK kombiniert mit dezentraler Solarthermie Hypothese Zukünftige hohe PV-Anteile im Netz verdrängen KWK im Sommer KWK-Wärme steht im Sommer nicht zur Verfügung Lösungsansatz Zentrale KWK mit Nahwärmenetz, dezentraler Solarthermie und dezentraler Wärmespeicher Solarthermie übernimmt Wärmeversorgung in der Sommerzeit Ziele: Stromorientierter Betrieb der KWK Minimierung der Verteilverluste durch Abschaltung des Fernwärmenetzes im Sommer für in Summe ca. 3 Monate Kostengünstige Einbindung der Solarthermie in Gesamtkonzept Viessmann Group

12 Dr.-Ing. Wolfgang Kramer Projekt Freiburg Gutleutmatten Konzept zentrale KWK kombiniert mit dezentraler Solarthermie Nationales Netz Energieerzeugungsstation Dezentrales Conventional Concept Solarthermiekonzept KWK Spitzenlastkessel Solarthermie Systeme Nahwärmenetz Projekt Freiburg Gutleutmatten Gebäude Beheizte Wohnfläche 40,000 m² Kollektor Aperturfläche 2000 m² Speichervolumen 200 m³ KWK 215 kw th / 198 kw el Spitzenlastkessel 1320 kw th Viessmann Group

13 Dr.-Ing. Wolfgang Kramer Projekt Freiburg Gutleutmatten Konzept zentrale KWK kombiniert mit dezentraler Solarthermie Kollektorfeld Bauabschnitt Ost Rohrleitungen Nahwärmenetz Netz Reihenhäuser West Fernwärmeregelstation mit Einspritzschaltung Viessmann Group

14 Inhalte Projektbeispiel Bestand Bioenergiedorf Mengsberg, Viessmann Deutschland GmbH Solare Nahwärme Crailsheim, ITW/TZS Universität Stuttgart Zentrale KWK mit dezentraler Solarthermie Freiburg Gutleutmatten, Fraunhofer ISE Geosolare Wärmeversorgung Kassel Feldlager, Institut für Thermische Energietechnik, Universität Kassel Viessmann Group

15 Dr.-Ing. Janybek Orozaliev Geosolare Wärmeversorgung Kassel-Feldlager Ausgangssituation: Zeitgemäßes Neubaugebiet in Kassel 131 Gebäude nach EnEV 2016 Niedriger Wärmebedarf MWh/a Herausforderungen und Lösungen Wärmebereitstellung: Wärmebereitstellung ohne fossile Energien und ohne Biomasse (Feinstaub) Intelligente Verknüpfung erprobter Technologien: Solarwärme, Geothermie, Wärmepumpe Herausforderungen und Lösungen Wärmenetz: Sehr geringe Wärmedichte (Verbrauch pro Meter Trasse leicht über 500 kwh/m*a) Hohe Wärmeverluste bei herkömmlichen Netztemperaturen Ultra-Niedertemperaturfernwärme Vorlauf 40 C, Rücklauf 25 C saisonaler Betrieb Viessmann Group

16 Dr.-Ing. Janybek Orozaliev Geosolare Wärmeversorgung Kassel-Feldlager Heizperiode: Schwachlastperiode: Wärmenetz in Betrieb Versorgung der Raumheizung Vorwärmung des Trinkwarmwassers Hausübergabestationen abgeriegelt Keine Raumheizung Dezentrale solare Trinkwarmwasserbereitung Solarthermische Regeneration des Erdreichs Viessmann Group

17 Dr.-Ing. Janybek Orozaliev Geosolare Wärmeversorgung Kassel-Feldlager Besonderheiten des Konzepts Sehr geringe Wärmeverteilverluste 3 % Wärmepumpe JAZ 4,9 80% regenerative Wärmebereitstellung, fast alles solar Unter Berücksichtigung des heutigen EE-Anteils im Strommix, sogar ca. 87% regenerative Wärme Untergrund als saisonaler Wärmespeicher auf niedrigem Temperaturniveau Sichere Wärmepreise für die Zukunft Übertragbar auf Neubausiedlungen mit geringer Wärmebedarfsdichte Viessmann Group

18 Zusammenfassung Solare Wärmeversorgung von Quartieren Tragfähige Lösungen für Bestands- und Neubauquartieren vorhanden Mit anderen Technologien kombinierbar, z.b. mit Biomasse-Kessel, KWK, Wärmepumpen, Geothermie Gutes Zusammenspiel mit Wärmenetzen: Zentrale oder dezentrale Einbindung Hohe Anteile solarer Wärme möglich Die Solarthermie ist ein wichtiger Baustein zur Wärmewende. Viessmann Group

19 Kontaktdaten Christoph Scholte Viessmann Deutschland GmbH Dominik Bestenlehner Institut für Thermodynamik und Wärmetechnik (ITW) Forschungs- und Testzentrum für Solaranalgen (TZS) Universität Stuttgart Dr.-Ing. Wolfgang Kramer Fraunhofer ISE Dr.-Ing. Janybek Orozaliev Institut für Thermische Energietechnik Universität Kassel Viessmann Group

20 Ein Vortrag im Rahmen der Diese Seite darf nicht entfernt werden. Für die in diesen Unterlagen bereit gestellten Informationen kann keine Haftung übernommen werden. Die Verantwortung für die Inhalte in diesem Vortrag, auch urheberrechtlicher Natur, liegen bei der Referentin/dem Referent. Bei Fragen oder Ansprüchen kontaktieren Sie diese bitte direkt. Eine kommerzielle Weiterverbreitung darf nur nach schriftlicher Genehmigung der Rechteinhaberin erfolgen Referent(in) / Veranstalter(in) Die Leitveranstaltung der Energiewende in Deutschland fand in 2017 vom 03. bis zum 05. Mai im Ludwig Erhard Haus in Berlin statt. Weitere Informationen und viele Vortragsunterlagen zu über 300 Vorträgen aus 50 Veranstaltungen im Rahmen der Berliner ENERGIETAGE 2017 finden Sie unter