Die Ansprüche an die Energieversorgung von Gebäuden steigen. Die Reduzierung von Treibhausgasemissionen im Gebäudesektor erfordert die Einbindung eines hohen Anteils erneuerbarer Energien. Bis 2045 soll in Deutschland ein klimaneutraler Gebäudebestand realisiert sein. 2022 kam noch der Wunsch nach verlässlichen Energiequellen und Energiepreisstabilität dazu. Das vor gut drei Jahren mit Förderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz gestartete Forschungsprojekt RENBuild [1] hat diese Aspekte im Fokus und entwickelt ein Gesamtsystem zur kombinierten regenerativen Versorgung von Gebäuden mit Wärme, Kälte, Strom und Frischluft. Es wird bis Ende 2023 in der Praxis getestet.
Das System (Abb. 1) besteht aus solaren Hybridkollektoren, die Strom, Wärme oder Kälte bereitstellen können, einem kombinierten Wärme-/Warmwasser- sowie einem Kältespeicher, einem flexiblen Wärmepumpensystem und einer intelligenten Gebäudeautomation, welche die Energieflüsse je nach Bedarf regelt und steuert. Jede Komponente wurde im Projekt weiterentwickelt und unter dem Gesichtspunkt der Systemintegrierbarkeit optimiert.
Ein zentrales Element ist die multivalente, reversible Wärmepumpe. Sie nutzt mehrere Wärmequellen und -senken und wird zum Heizen und Kühlen, das heißt reversibel, eingesetzt. Ein großer Vorteil der eingesetzten Hybrid-Kollektoren gegenüber Luftwärmetauschern ist deren lautloser Betrieb sowie die Möglichkeit, vorhandene Dach- oder Fassadenflächen zu nutzen. Lärmschutz oder fehlende Stellflächen für den Wärmetauscher stellen somit keine Hindernisse für den Einsatz dar. Die Vermeidung eines Flächenkonflikts auf dem Dach zwischen Photovoltaik und Solarthermie ist ein weiterer Vorteil d ...
