

Vor allem während winterlicher Starkwindzeiten herrscht im deutschen Stromnetz häufig ein Überangebot, das zu sehr niedrigen bis negativen Preisen an der Strombörse führt. Forschungsziel der Studie ist es, Konzepte für »Windheizungs-Gebäude« zu erstellen, die ausschließlich während Starkwindzeiten beheizt werden und deren eingespeicherte Wärme so lange vorgehalten werden kann, dass außerhalb der Starkwindereignisse keine bzw. kaum Energie für Heizung und Trinkwarmwassererwärmung nötig ist.
Vorgehensweise
Das norddeutsche Klima wird analysiert und typische Überbrückungszeiten (ein bis zwei Wochen) identifiziert. Der Gebäudebestand wird analysiert und jeweils ein typisches Einfamilienhaus und Bürogebäude im neugebauten und sanierten Standard festgelegt. Durch instationäre Gebäudesimulation (WUFI® Plus) wird für diese vier Gebäude der Wärmebedarf während der Überbrückungsperioden ermittelt.
Es wird eine Matrix potentiell zielführender TGA-Kombinationen (Erzeuger, Speicher, Übergabe) erstellt. Für jede dieser Kombinationen wird die theoretische Speicherkapazität errechnet und mit dem Bedarf des jeweiligen Gebäudes verglichen (Bild 1). Es werden nur Gebäude-TGA-Kombinationen weiterverfolgt, die wirtschaftlich erscheinen und eine Windstromdeckung > 80 Prozent aufweisen.
Diese Kombinationen werden detailliert, zusammen mit dem jeweiligen TGA-System, dynamisch simuliert und bezüglich der Windstromdeckung, ökologischer Kriterien und Lebenszykluskosten (LCA) verglichen und bewertet.
Ergebnis
Derartige Lösungen sind nur bei sehr effizienten Wohngebäuden und geringen Stromkosten wirtschaftlich darstellbar. Als Speichersysteme stellen sich große Wasserspeicher und Bauteilaktivierungen als sinnvoll dar. Für die Bauteilaktivierung sind noch weiterführende Arbeiten zur Optimierung der Regelungsstrategien (z.B. wetterprognosebasiert) nötig. Auch ein zentraler, elektrisch beheizter Hochtemperatur-Steinspeicher (Bild 2) - vergleichbar mit einem Nachtspeicherofen - scheint eine technisch und wirtschaftlich vielversprechende Möglichkeit der Entwicklung zu sein.