TwinPower

Wie können Gebäude sowohl mit Strom als auch mit Wärme aus Solarenergie versorgt werden, wenn die verfügbaren Dachflächen begrenzt sind? Eine Möglichkeit stellt die Kombination von photovoltaischen (PV) und thermischen (T) Kollektoren in sogenannten PVT-Hybridkollektoren dar. Das Vorhaben TwinPower zielte darauf ab, die Gesamtenergieversorgung in Gebäuden für Haushaltsstrom, Trinkwarmwasser und Raumheizung mit einem hohen solaren Deckungsanteil zu konzeptionieren. Die Systeme basieren auf der Kopplung von photovoltaischer Stromerzeugung mit gleichzeitiger solarthermischer Niedertemperatur-Wärmeerzeugung in kombinierten PVT-Modulen und stellen Nutzwärme durch Wärmepumpen bereit.

Expertise zusammenbringen

Die Entwicklung der PVT-Module als innovativer Bestandteil des Systemkonzepts wird im Rahmen des Projekts auf Basis vorhandener PV-Technologie in unterschiedlichen Technologievarianten durch den Projektpartner realisiert. Das Institut für Solarenergieforschung Hammeln (ISFH) übernahm hierfür die wissenschaftliche Begleitung der Modul- und Systementwicklung. Der Schwerpunkt der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme lag auf der Optimierung der Systemintegration sowie auf der Entwicklung von Auslegungsempfehlungen. Des Weiteren stand der netzdienliche Betrieb im Fokus.

Geringere Verluste durch eine intelligente Regelung

Dabei wurden von der Forschungsgruppe Solarspeichersysteme innovative Regelungsalgorithmen zum Erzeugungs- und Speichermanagement erarbeitet. Im Fokus standen die Erstellung und Integration autonomer Erzeugungs- und Lastprognosen sowie die daraus abgeleiteten Einsatz-Szenarien der Wärmepumpe und des Batteriespeichers. Die Auswirkungen des PVT-Wärmepumpen-Systems auf das Stromnetz wurden durch Simulationsanalysen näher betrachtet. Der erwartete Vorteil des hohen solaren Deckungsanteils in Bezug auf die Residuallast sowie Anforderungen an Verteilnetze bei hoher Marktdurchdringung konnten dargestellt werden.