EnWiSol – Solarthermie in der städtischen Energieversorgung

Im Rahmen des Vorhabens wird die dezentrale Einbindung von solarthermischen Anlagen in ein auf einem Blockheizkraftwerk (BHKW) basierenden Wärmeversorgungskonzept untersucht. Der Betrieb des BHKW wird dabei hinsichtlich bestmöglicher Interaktion mit dem Stromnetz und der Betrieb des Nahwärmenetzes hinsichtlich einer Minimierung der Verteilverluste optimiert. Zentraler Inhalt des Vorhabens ist es, Konzept und Betriebsführung in dem Demonstrationsvorhaben Freiburg-Gutleutmatten zu implementieren, zu überprüfen und daraus allgemeingültige Regeln für die langfristige Nutzung von Solarthermie in vergleichbaren Wohnquartieren, insbesondere vor dem Hintergrund einer sich massiv ändernden Energieversorgungsstruktur, abzuleiten.

Die Hauptziele des Projektes sind dabei: Erstens, die Bewertung der Rolle der Solarthermie in der Versorgung urbaner Quartiere unter aktuellen und zukünftigen energiewirtschaftlichen Randbedingungen. Dabei wird ein Schwerpunkt auf die integrale Betrachtung der Strom- und Wärmelasten und der netzgebunden Energieträger Strom und Fernwärme gelegt. Zweitens, die Demonstration einer innovativen Integration von Solarthermie in das Nahwärmenetz des Neubaugebietes Gutleutmatten in Freiburg im Breisgau. Hier wird seit dem Jahr 2013 im Rahmen der innerstädtischen Entwicklung das Neubaugebiet Gutleutmatten mit 500 Wohneinheiten, einer Wohnfläche von 38.000 m² sowie einem Wärmebedarf von rund 2600 MWh/a umgesetzt. Das Fernwärmenetz sowie die sich auf den jeweiligen Gebäuden befindlichen, dezentral eingebundenen solarthermischen Kollektoranlagen wurden zur Versorgung der ersten fertiggestellten Wohngebäude im Sommer 2016 in Betrieb genommen. Der technische Ansatz ist hierbei eine dezentrale Einkopplung der Solarthermie mit dem Ziel, das Nahwärmenetz im Sommer über längere Zeiträume stillzulegen. Bei diesem technischen Konzept soll der Wärmebedarf durch die Kombination von 38 dezentralen Kollektoranlagen in Verbindung mit dezentralen Speichern und Wärme aus einem zentralen BHKW gedeckt werden. Das dezentrale Solarthermiekonzept sieht eine Kollektorfläche von ca. 2.200 m² und ein Gesamtvolumen der verteilten Speicher von ca. 160 m³ vor, was eine theoretische maximale solare Deckungsrate von ca. 30 % (entsprechend einem projektierten, theoretisch nutzbaren Ertrag von maximal ca. 660 MWh/a) und den rein solarthermischen Betrieb über längere Zeiträume im Sommer ermöglichen soll. Der verbleibende Bedarf wird durch das mit Bioerdgas betriebene BHKW gedeckt. Die Verteilverluste des Netzes betragen in der Projektierung ca. 260 MWh/a, dabei ist die Reduzierung der Verluste aufgrund reduzierter Betriebszeiten bereits berücksichtigt.