Photovoltaik und Solarthermie fürs Eigenheim

iHEM – intelligentes Heimenergiemanagement

Laufzeit: Juli 2014 – Dezember 2017

Gefördert durch: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

Solaranlagen und Solarwärme zur nachhaltigen Energiegewinnung

In Zeiten eines Energieversorgungsnetzes, das zunehmend erneuerbare Energien integriert, ist es von großer Bedeutung, diese „neuen“ Energiequellen in ihrer Gesamtheit zu betrachten und passende Lösungen für eine zuverlässige und nachhaltige Energieversorgung zu entwickeln. Das Projekt iHEM, bestehend aus insgesamt neun Partnern aus Wirtschaft und Forschung, unter der Leitung der meteocontrol GmbH Augsburg setzt hierbei konkret auf Photovoltaik und Solarthermie im Zusammenspiel mit einem Mikro-KWK und Energiespeichern im Privat­haushalt.

Effiziente Photovoltaikanlagen mit dynamischem Energieausgleich

Da die Einspeiseprofile bei Photovoltaikanlagen auf Grund wechselnder Wetterlagen stark fluktuieren, sind hochdynamische Kompensationsmaßnahmen nötig, um die Netzstabilität, Versorgungssicherheit und die Wirtschaftlichkeit des Systems zu gewährleisten.

Moderne Solarspeichertechnik ist gefragt

Sinkende Einspeisevergütung, 70% Abregelung von kleinen PV-Anlagen sowie steigende Strompreise lassen das Thema Photovoltaik und Eigenverbrauch immer mehr in den Vordergrund treten. Zudem können Photovoltaikanlagen in Zeiten geringen Verbrauchs bzw. einer abgeregelten Einspeisung nicht mit voller Leistung betrieben werden. Der potentielle Überschuss an Solarenergie geht dadurch verloren. Somit werden innovative Solarspeichertechnologien für ein effizientes System unabdingbar.

Privathaushalte mit hohem Energieverbrauch

Private Haushalte (Einfamilienhaus, Mehrfamilienhaus) nehmen rund ein Viertel des in Deutschland verbrauchten Stroms in Anspruch und bilden somit nach der Industrie die zweitgrößte Verbrauchsgruppe (BDEW, 2013). Demnach beeinflusst die Kopplung von Erzeugung und Speicherung von Energie die Netzsicherheit bereits auf Haushaltsebene.

Fossile Brennstoffe ökologisch wenig sinnvoll

Zwei Drittel des gesamten Endenergieverbrauchs entfallen in Privathaushalten auf das Beheizen des Wohnraumes. Dabei stehen fossile Brennstoffe (z.B. Erdöl, Erdgas, Kohle) als Energiequelle an erster Stelle. – Besonders das Heizen mit Strom aus Erdöl oder –gas steht entgegen einer ökologisch sinnvollen Energiewirtschaft (UBA, 2015).

Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien

Um fossile Energieträger so weit wie möglich zu umgehen, liegt es daher nahe, Strom und Wärme aus erneuerbaren Energien in einem System zu kombinieren. Des Weiteren stellt dieser Ansatz zusammen mit elektrischen und thermischen Speichern eine effiziente Lösung für den Umgang mit Einspeisebegrenzung und Überschussstromverwertung dar.

Ausgleich von Versorgungslücken mit günstigem Strom

Selbst bei maximaler Auslegung und optimalen Rahmenbedingungen kann es bei erneuerbaren Energien immer wieder zu Versorgungslücken kommen. Um diese Lücken zu schließen, vereint das Projekt iHEM das Energiesystem mit einer Brennstoffzelle. Ausgereifte Betriebsstrategien ermöglichen eine höchst effiziente und kostengünstige Umsetzung von Erdgas in Strom. Weiterhin liefert das Projekt in Ansätzen wichtige Erkenntnisse über die Themen „Energetische Nachbarschaft“ und Hybridnetze.

ZIELE

BESONDERHEITEN

• komponentenübergreifendes, integratives Heimenergiemanagementsystem
• durch modularen Ansatz optimale Auslegung für jeweiligen Standort und Verbraucher
• Harmonisierung und Optimierung des Gesamtsystems durch übergeordnete Managementkomponente
• Partner aus Wirtschaft und Forschung gewährleisten Entwicklung innovativer Technologien mit Markttauglichkeit