STADT:WERK:LEHEN Stadtteil-Revitalisierung mit optimierter Solarer Nahwärme

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1 Steinbeis-Transferzentrum Energie-, Gebäude- und Solartechnik STADT:WERK:LEHEN Stadtteil-Revitalisierung mit optimierter Solarer Nahwärme Dr. Boris Mahler Steinbeis-Transferzentrum für Energie-, Gebäude- und Solartechnik

2 Ehemaliges Stadtwerke Areal 287 WE + KiTa + StuWoHeim + Gewerbe Ziel: - Hoher Solarer Deckungsanteil (35%) - Hoher Solarertrag (400 kwh/m²a) - Sehr guter Wärmedämmstandard nahe Passivhausstandard (20 kwh/m²) - Maximierung Solarertrag durch Integration einer Wärmepumpe Competence Park, Büros, Hochhaus, Supermarkt, Wohnungen Neubau Wohnen: m² BGF Sanierung Hochhaus: m² Neubau Gewerbe: Nahwärmenetz m² BGF 2

3 Stadt:Werk:Lehen in Salzburg Wohnen ca m² Kollektoren (1.300 m² Planung) m² Kollektoren 200 m³ Pufferspeicher 35% Solare Deckung Gewerbe ca. 440 m² Kollektoren (700m² Planung) 3

4 Aufbau der Solaren Nahwärme mit Wärmepumpe Elektrische Wärmepumpe ca. 160 kw 4

5 Aufbau der Solaren Nahwärme mit Wärmepumpe Elektrische Wärmepumpe ca. 160 kw 5

6 Aufbau der Solaren Nahwärme mit Wärmepumpe Elektrische Wärmepumpe ca. 160 kw 6

7 Bilder Solarkollektoren Solarkollektoren 45 aufgeständert auf Flachdach 7

8 Einbau Pufferspeicher 200 m³ 16,5m Höhe, D=3,5m, 20cm WD 8

9 Bilder - Wohnquartier Pufferspeicher 9

10 Investitionskosten Solaranlage Gesamtsystem mit Solaranlage MSR-Technik Anteil Solar 20 /m² MSR-Technik Anteil Solar 20 /m² Planung Solar 51 /m² Planung Solar 51 /m² Kollektoranlagen 279 /m² Wärmenetz Wärmenetz 11% 11% Pufferspeicher 67 /m² Pufferspeicher 67 /m² Restl. Heizzentrale 20% restl. Heizzentrale 20% Kollektoranlage Kollektoranlage 39% 39% 543 /m² Kollektoranlagen 279 /m² Solarstation in der Technikzentrale 48 /m² Solarstation in der Technikzentrale 48 /m² Solarnetz 79 /m² Solarnetz 79 /m² Pufferspeicher 9% Pufferspeicher 9% 30 /m² BGF /WE Gesamtsystem (1.800 /WE für Solarsystem) Restliches Solarsystem 21% Restliches Solarsystem 21% 10

11 Gebäudeleittechnik 11

12 Energiemengen Erzeuger Mai 2012 März 2013 nur m² Kollektoren in Betrieb m² 11 Monate 12 Monate Solarertrag niedriger (bisher nur m² Solarthermie realisiert) Wärmeverbrauch höher als geplant 12

13 Wärmemengen Verbraucher (Wohnen) Mai 2012 März Monate 12 Monate Wärmeverbrauch Wohnen bereits nach 11 Monaten deutlich höher als geplant 13

14 Wärmemengen Gebäude Mai 2012 März 2013 Spez. Wärmeverbrauch Hzg+WW 20 75% höher als ursprünglich geplant Ursache? 14

15 Einfluss Raumtemperatur auf Heizwärmebedarf 15

16 Arbeitszahl Wärmepumpe Jahresarbeitszahl 9% geringer starke Abhängigkeit von Betriebsweise weitere Optimierung in Arbeit Energiekonzept Sommerbetrieb: Sollwert Temperatur Kondensator höher Sommerbetrieb teilw. Sommerbetrieb 16

17 Pufferspeicher Einfluss Wärmepumpe Solarstrahlung / Vorlauf Solar Betrieb Wärmepumpe / Solaranlage WP EIN Pufferspeicher 17

18 Solarertrag Mai 2012 März Monate 12 Monate spez. Solarertrag übertrifft Planung 19

19 Solarer Deckungsgrad Wohnen Mai 2012 März Monate 12 Monate Solarer Deckungsanteil geringer 20

20 Ergebnisse der Planungsphase Erhöhung des solaren Deckungsanteils und des Solarertrags durch die Integration einer Wärmepumpe Vorteil: Reduktion des Speichervolumens (Kosten, Platzbedarf, Verluste) Reduktion der notwenigen Kollektorfläche Erhöhung der Solarnutzung um maximal 25%, abhängig von Rücklauftemperatur Potenzial für die Optimierung von schlechten Systemen Integration einer Wärmepumpe ist mit niedrigeren Kosten verbunden als die Erhöhung der Solarfläche 21

21 Erfahrungen aus dem Betrieb Gesamtsystem (Hydraulik) funktioniert sehr gut spezifischer Solarertrag höher als geplant Rücklauftemperatur ca. 35 C -> sehr gut Prinzip WP zur Temperaturspreizung im Puffer funktioniert Großer Pufferspeicher sehr gute Temperaturschichtung (50K) Wärmepumpe trotz Versprechen durch Hersteller Schwierigkeiten mit hohen Eintrittstemperaturen, Aufwändige Störungsbeseitigung Wärmebedarf Gebäude deutlich höher als geplant Begleitung Monitoring ist hilfreich für Betriebsoptimierung 22