Hybridsysteme für erneuerbare Energie der nächsten Generation

In vielen europäischen Ländern verbreiten sich solarthermische Kollektoren als Mittel für eine nachhaltige Raumheizung und Warmwasserbereitung in Wohngebäuden sehr rasch. Allerdings müssen für den zukünftigen Erfolg kompakte Solarenergiespeicher mit Wärmepumpen kombiniert werden, die das ganze Jahr über nicht nur aus der Sonne, sondern auch aus dem Erdboden oder der Umgebungsluft Wärme liefern.

Das EU-finanzierte Projekt MACSHEEP (New materials and control for a next generation of compact combined solar and heat pump systems with boosted energetic and exergetic performance) entwickelt die erforderlichen kompakten aber kombinierten erneuerbaren Energiesysteme, die eine überlegene Leistung zu wettbewerbsfähigen Preisen ermöglichen. Die Maßnahmen zur Steigerung von Leistung und Wirtschaftlichkeit umfassen den Einsatz von Wärmepumpen und Speicheroptimierung sowie von kostengünstigen Materialien. Die Wissenschaftler entwickeln auch Informations- und Kommunikationstechnik für die intelligente Steuerung von Speichermanagement, Onlineüberwachung und Fehlererkennung, um Energieleistung und Zuverlässigkeit zu verbessern.

Die Forscher entwickelten vier Wärmepumpen in Kombination mit solarthermischen Anlagen, die Wärme aus der Erde, der Luft und der Sonne nutzen. Die Lösungen zielen auf Häuser mit geringem Raumwärmebedarf und geringen Netzvorlauftemperaturen sowie renovierte Häuser mit höheren Vorlauftemperaturen.

Auf der Grundlage von Simulationen und Komponententests erwarten die Forscher Stromeinsparungen von 17% bis 30%. Im Laufe der nächsten Projektphase werden Simulationen kalibriert und aktualisiert.

Die sich in der Entwicklung befindlichen kombinierten Solar- und Wärmepumpenanlagen werden ein wichtiger Teil des Energiemixes sein, der 100% erneuerbare Energie für Gebäude liefert. MACSHEEP zielt vor allem auf Einfamilienhäuser, die für einen großen Teil des Primärenergieverbrauchs der EU verantwortlich sind und bei denen es oft viel Raum für Energieeffizienzsteigerungen gibt. Die Technologie wird skaliert, um auch den höherer Energiebedarf mehrgeschossiger Gebäude zu erfüllen.