Solare Nahwärme
Konzept
Stichworte: Wärmeerzeuger, Wärme, EFH, MFH, Gebäude, Wohngebäude, Neubau, Bestand, Endkunde, Stromsektor, Solar, Solarthermie, Nahwärme, Wärmenetz, Erneuerbare Energien, Eigenverbrauch/ Eigenverbrauchserhöhung, Quartier
Beschreibung:
Bei der solaren Nahwärme handelt es sich um ein Konzept, das Wärme über zentral platzierte Solarthermieanlagen per Nahwärmenetz an angeschlossene Kunden liefert. Die Einführung dieses Konzepts bietet den Kunden die Gelegenheit, regenerative Energie über dezentrales Versorgungssystems zur Erwärmung ihrer Häuser und ihres Trinkwassers zu nutzen. Darüber hinaus ermöglicht die dezentrale Wärmeerzeugung mittels großflächiger Solarthermieanlagen einen höheren Nutzungsgrad und Effizienz als die Installation von Sonnenkollektoren in jedem Gebäude.
Obwohl die Sonnenenergie im Sommer im Überfluss vorhanden ist, benötigen die Gebäude für Trinkwasserwärmung nur sehr wenig Wärme, während im Winter mit hohen Heizwärmebedarfen und geringer Solarstrahlung das Gegenteil der Fall ist. Je nach Auslegung kann Solarthermie daher in der Regel bis zu 30 % des Wärmebedarfs im Jahr decken. Das Netz selbst fungiert als Kurzzeitspeicher oder es werden zusätzliche Kurzzeitspeicher als Tages- oder Wochenspeicher installiert. Eine weitere Erhöhung des Deckungsgrades ist mit saisonalen Speichern möglich.
Eine geringe Netztemperatur ist dabei entscheidend für einen hohen Solarertrag und eine hohe Effizienz. Je nach Größe und Deckungsgrad können Wärmegestehungskosten von 3 bis 6 ct/kWh erreicht werden.
Anlagenschema:
Vorteile: Die Solarthermie bietet eine Möglichkeit, erneuerbare Energien in die Wärmeversorgung einzubringen. Im Vergleich zu dezentralen Solarthermieanlagen kann die Installation von zentralen Kollektoren auf einer großen Fläche die Kosten für die Beratung vieler einzelner Gebäudeeigentümer, die Planung einzelner Anlagen, die Anschaffung der Kollektoren und die Installation sowie den Platzbedarf innerhalb der Gebäude und die späteren Wartungskosten erheblich senken. Darüber hinaus können Solaranlagen mit einer Vielzahl von Technologien zur Nutzung regenerativen Energien, wie z. B. Biomasse, gekoppelt werden, um eine emissionsarme Wärmeversorgung zu erreichen. Stadtwerke haben damit eine wirtschaftliche Option, ihre Kunden mit erneuerbarer Wärme zu versorgen.. Der Vorteil dabei ist, dass die Gestehungskosten bei einmal bestehender Anlage nahezu konstant und planbar bleiben. Für Kunden ist der Anschluss an ein solares Nahwärmenetz durch den niedrigen Primärenergiefaktor attraktiv.
Nachteile: Im Vergleich zu einer dezentralen Versorgung müssen mehr Rohrleitungen verlegt und Anschlüsse im Gebäude installiert werden. Dadurch erhöhen sich die Installationskosten. Die Wärmegestehungskosten sind demach noch etwas höher als in fossilen Wärmesystemen. Zudem sind durch die geringe Solarstrahlung im Winter stets zusätzliche Wärmeerzeuger nötig. Gerade die Einbindung in Bestandsnetze führt zudem zu Herausforderungen bezüglich Netztemperaturen und Hydraulik. Eine weitere große Herausforderung ist der hohe Flächenbedarf für die Aufstellung der Solarkollektoren und ggf. saisonaler Speicher.
Mögliche Erweiterungen:
Durch den Einbau großer saisonaler Wärmespeicher kann das solare Nahwärmesystem weit über 30 % des lokalen Wärmebedarfs abdecken und sowohl Wärmeverluste als auch Heizkosten reduzieren. Die Wärmeenergie wird von den saisonalen Speichern über ein solares 4-Leiternetz an die Wärmeabnehmer verteilt. Der Einbau von Wärmespeichern kann jedoch sehr viel Platz beanspruchen, was bereits in der Planungsphase berücksichtigt werden muss.
Geschäftsmodelle:
- Contracting
- Verkauf von grüner Wärme