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Wärmewende durch Speicherwunder

Innovation: Gebäudemasse wird zum Energiedepot

Die Kombination von oberflächennahen, schnell reagierenden Klimadecken und Bauteilaktivierungen ist eine hocheffiziente Möglichkeit zur Speicherung regenerativer Überschussenergie. FOTO: IGR-RAUMKLIMASYSTEME.DE
Die Kombination von oberflächennahen, schnell reagierenden Klimadecken und Bauteilaktivierungen ist eine hocheffiziente Möglichkeit zur Speicherung regenerativer Überschussenergie. FOTO: IGR-RAUMKLIMASYSTEME.DE
Das Problem von erneuerbarer Energie liegt in der unsteten sowie räumlich und zeitlich falschen Verfügbarkeit. Strom auf dem Dach steht im Winter kaum vor 8 Uhr morgens zur Verfügung – dann, wenn viele Menschen das Haus verlassen haben. Photovoltaik- und Solaranlagen produzieren den meisten Strom zu Zeiten des geringsten Verbrauchs, während Windkraftanlagen an Wochenenden und bei Starkwind regelmäßig abgeschaltet werden, um das Stromnetz nicht zu überlasten. In der Vergangenheit wurde es verpasst, Kapazitäten zur Speicherung regenerativer Überschussenergie aufzubauen. Das soll nun nachgeholt werden – aber wie?

Die Innovationsgemeinschaft Raumklimasysteme (IGR) bietet dazu hocheffiziente, nachhaltige Lösungen zum Heizen und Kühlen: eine innovative, dynamische Kombination von Bauteilaktivierung und schnell reagierender Klimadecke. Systeme, die – im Gegensatz zu bisherigen Betonkernaktivierungen – unabhängig von der Raumtemperatur die Gebäudemasse thermisch aufheizen oder abkühlen können.

Betonbauteile als Energiespeicher – Keine Energiewende ohne Wärmewende

Batteriespeicher sind bekanntlich sehr teuer und haben eine begrenzte Lebensdauer. Zudem deckt Strom nur 20 Prozent des deutschen Endenergiebedarfes, 60 Prozent sind Wärme und stehen im Winter in Form von „Windstrom“ im Überfluss zur Verfügung. Das Fraunhofer-Institut IBP in Holzkirchen erforscht beispielsweise im Projekt Windheizung 2.0 – unter Nutzung der Entwicklungen des IGR-Mitgliedes Klimatop – eine hochinteressante Alternative: Power to heat.
 
Das Heizen und Kühlen erfolgt über Raumklimadecken. Dazu gibt es multifunktionale Systeme für Massivbau und Trockenbau. FOTO: IGR-RAUMKLIMASYSTEME.DE
Das Heizen und Kühlen erfolgt über Raumklimadecken. Dazu gibt es multifunktionale Systeme für Massivbau und Trockenbau. FOTO: IGR-RAUMKLIMASYSTEME.DE
Überlegung dieses Forschungsprojektes ist der Umstand, dass im Winter durch häufige und stärkere Windereignisse wesentlich mehr Windstrom zur Verfügung steht als im Sommer. Während heute bei Starkwindereignissen vielfach Windräder abgeschaltet werden, sollen diese sich in Zukunft weiter drehen. Der produzierte Überschuss-Strom soll direkt per Heizstab in Wärme umgewandelt und in massiven Bauteilen, bevorzugt in Betondecken und Wänden, gespeichert werden.

Die Mitglieder der IGR gehen noch einen entscheidenden Schritt weiter. Mit der Umwandlung von Strom, auch von Photovoltaikstrom, durch Wärmepumpen während des Tages wird neben dem Ökostrom die höhere Außentemperatur genutzt. Durch diesen „Trick“ wird die Jahresarbeitszahl, also der Faktor zwischen Stromeinsatz und Wärmeertrag, nochmals deutlich gesteigert.

Jürgen Leppig, Vorstand des Bundesverbandes der deutschen Energieberater, hat dieses Konzept nicht nur kompetent begleitet und im eigenen Haus verbaut. Der Bundesverband (GIH) unterstützt unter seiner Leitung auch das geplante Forschungsprojekt der Technischen Hochschule Ingolstadt. Ziel dieses Forschungsprojektes ist die Verbesserung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen. Und das klappt am besten durch den Einsatz von sehr großen Wärmespeichern, wie sie mit der Gebäudemasse einfach zu realisieren sind. In diesem Zusammenhang forciert das IGR-Mitglied Dennert die Aktivierung der Bodenplatte. Die Lebensdauer der Speichertechniken ist praktisch identisch mit der Nutzungsdauer des Gebäudes. Der „Gebäude-Massespeicher“ ist daher nachhaltig und sehr preiswert.

Hybridsysteme mit dynamischer Steuerung

Das Geheimnis liegt in der Kombination von oberflächennahen, schnell reagierenden Klimadecken in Kombination mit Bauteilaktivierungen. Ist die Speichertemperatur hoch genug, wird aktiv Wärme zum Heizen vom bauteilaktivierten Energiespeicher entnommen (bzw. im Kühlbetrieb zugeführt). Damit wird ein träges Passivsystem mit einem thermisch getrennten und reaktionsschnellen Aktivsystem bedarfsgerecht und dynamisch kombiniert. Es gibt derartige Hybridsysteme von der IGR für Neubau und Sanierung, für Massiv- und Trockenbau.

Raumklimadecken zum Heizen und Kühlen

Das Heizen und Kühlen selbst erfolgt über hocheffiziente Raumklimadecken der IGR. Dazu gibt es multifunktionale Systeme für Massivbau und Trockenbau. Im Kühlbetrieb werden die Rohrleitungen der Decke mit kaltem Wasser durchströmt. Die gesamte Deckenfläche wird dadurch abgekühlt und kann so die abgestrahlte Wärme von Wänden, Boden und Möbeln aufnehmen. Der Raum kühlt sanft ab. Alle Gegenstände im Raum werden durch diese Abgabe von Energie kühler und können verstärkt die Wärmestrahlen der Menschen aufnehmen. Dadurch schwitzt man weniger, denn die überschüssige Körperwärme wird mehr über Strahlung und weniger über Verdunstung abgegeben. Die gefühlte Raumtemperatur ist um ca. 2-3 K niedriger als die gemessene Lufttemperatur – perfektes Wohlfühlklima. Weitere Informationen gibt es im Netz unter www.igr-raumklimasysteme.de. pr-jaeger
 
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