Interaktion heißt das Zauberwort der Energiewende!

Seit März 2015 und bis August 2018 läuft das Projekt „Entwicklung und Optimierung hocheffizienter Trinkwassererwärmungssysteme für Wohn- und Hotelgebäude“, das BMWi in Zusammenarbeit mit der Hochschule München initiiert hat. Dazu werden sechs Pilotanlagen mit unterschiedlichen Wärmeerzeugungsanlagen in Wohn- und Hotelgebäuden installiert mit dem Ziel, diese unter reellen betriebstechnischen Bedingungen zu messen.

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Rückgreifen kann das Projekt dabei auf eine stromgeführte Betriebsweise in Verbindung mit einer LowEx-Trinkwassererwärmungsanlage, die ein Team um Prof. Dr. Franz Josef Ziegler im Competence Center Energieeffiziente Gebäude an der Hochschule München konzipierte. Von Erfolg gekrönt wäre das ganze Unterfangen, wenn dank der Messungen eine hocheffiziente Blockheizkraftwerksanlage (BHKW) entwickelbar würden. Dies meint eine Anlage, die entsprechend des jeweiligen Strombedarfs im Gebäude regelbar ist und die zugleich eine Entkopplung von Stromerzeugung und Wärmeverbrauch ermöglicht. Solch eine BHKW-Anlage wäre dann auch zur Nutzung innerhalb eines virtuellen Kraftwerks denkbar.

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Die Funktionsweise eines virtuellen Kraftwerks

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Die Zukunft der Energiewende: Das virtuelle Kraftwerk?

Neben der Erzeugung von Wärme sind die neuen Hauptaufgaben von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK): die flexible Deckung der Residuallast, das Anbieten von Regelenergie und das Vorhalten gesicherter Leistung. Das zentrale Element dieser hocheffizienten KWK-Anlagen besteht in einem ausreichend dimensionierten Speicher. Bei einer Trinkwassererwärmungsanlage für ein Gebäude mit 30 Wohneinheiten beispielsweise würde dieser über ein Volumen von 5.000 Liter sowie turbulenzarme Be- und Entladeeinrichtungen verfügen.

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Die Energiespeicher können in Zeiten großen Angebots Strom aufnehmen und in Zeiten hoher Nachfrage wieder abgeben. Sie sind somit das Kernstück sogenannter virtueller Kraftwerke, in denen dezentrale Energieerzeuger – wie Blockheizkraftwerke – mit Energieverbrauchern, wie Wärmepumpen – zu einer Einheit zusammengeschlossen werden. Das virtuelle Kraftwerk ist mit beiden Teilen via Funkverbindung verbunden und steuert die Lastverschiebung. Diese gelingt hierdurch wesentlich günstiger als dies etwa bei einer direkten Stromspeicherung im Gebäude mittels Lithium-Ionen-Batterien der Fall wäre. Sie liegt bei etwa fünf bis 20 Euro pro kWh.

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Sara Magdalena Schüller