Forschungsprojekt PV-KWK: Intelligentes Energiemanagement und Photovoltaik-Kombisysteme für die Strom-Wärme-Kopplung im Haus
Die SMA Solar Technology AG (SMA), Vaillant und die RWTH Aachen erforschen in einem gemeinsamen Projekt die Möglichkeiten der intelligenten Kopplung von Photovoltaikanlagen mit Blockheizkraftwerken und Wärmepumpen-Heizsystemen.
Im Forschungsprojekt PV-KWK sollen optimierte Systemlösungen entwickelt werden, die Photovoltaik und BHKW-/ Wärmepumpen-Heizsysteme optimal miteinander kombinieren, Synergien erschließen und für vielfältige Anwendungssituationen im Gebäude geeignet sind. Ein weiteres Ziel ist die Optimierung des Lastmanagements der elektrischen Stromverbraucher und des Energiespeichereinsatzes bei reinen Photovoltaiksystemen bis hin zur intelligenten Einbindung der Elektromobilität. Projektkoordinator des bis November 2017 laufenden und mit einem Budget von rund 5,5 Mio. Euro ausgestatteten Projekts ist SMA. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung fördert das Verbundvorhaben mit 3 Mio. Euro im Rahmen der Fördermaßnahme „FuE für Photovoltaik“.
„Immer mehr Haushalte und Unternehmen nehmen mit Photovoltaik und dezentralen Blockheizkraftwerken ihre Strom- und Wärmeversorgung selbst in die Hand und machen sich unabhängiger von steigenden Strompreisen. Die intelligente Kopplung von Photovoltaikanlagen und Blockheizkraftwerken bietet hier attraktive und systemtechnisch anspruchsvolle Perspektiven“, erklärt Roland Grebe, SMA Vorstand Technische Innovationen. Um diese zu nutzen, soll ein Baukastensystem aufeinander abgestimmter, flexibel einsetzbarer und kombinierbarer Energieversorgungs- und Steuerungskomponenten für die Strom- und Wärmeversorgung in Gebäuden mit Schnittstellen zum Energiemarkt und Netzmanagement geschaffen werden. Dabei werden unterschiedliche Wärmepumpen- und BHKW-Technologien, der Einsatz elektrischer und thermischer Speicher sowie das Lastmanagement elektrischer Verbraucher berücksichtigt.
Durch die intelligente Verbindung können die primär für die Wärmeversorgung einer Liegenschaft installierten Wärmepumpen und BHKWs beispielsweise zusätzliche Aufgaben beim Ausgleich des fluktuierenden Leistungsangebots der Photovoltaik übernehmen. Umgekehrt kann das Lastmanagement und gegebenenfalls auch der Speicher des Photovoltaiksystems den Betrieb der Heizungskomponenten (BHKW oder Wärmepumpe) vergleichmäßigen und so diese Aggregate unter Berücksichtigung der Komfortansprüche des Nutzers entlasten. Solche Kombisysteme können im Hinblick auf eine individuelle Eigenverbrauchsoptimierung, auf Netzentlastung, nach energiewirtschaftlichen Optimierungskriterien, als „gepooltes virtuelles Kraftwerk“ oder auch als Kombination der verschiedenen Ansätze betrieben werden.
SMA wird im Rahmen des Forschungsprojekts ihre bewährten Energiemanagementlösungen erweitern und optimieren sowie gemeinsam mit den Partnern offene Schnittstellenstandards erarbeiten. Im Feldtest sollen mehrere Pilotanlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern oder gewerblich genutzten Gebäuden evaluiert und so die Praxistauglichkeit der Lösungen nachgewiesen werden.
Mit dem vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderten Verbundvorhaben PV-KWK sollen die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für neuartige, herstellerübergreifende Systemlösungen für den Weltmarkt und entsprechende zukünftige Produkte der deutschen Industrie geschaffen werden. Damit sollen nachhaltige Photovoltaiksysteme und hocheffiziente Heiztechnologien noch wirtschaftlicher als bisher und in sehr viel größerem Umfang in die Energieversorgung eingebunden werden. Das Projekt wird also sowohl einen Beitrag zur Sicherung des Wirtschafts- und Produktionsstandorts Deutschland als auch für den Klima- und Ressourcenschutz sowie die globale Energiewende durch eine beschleunigte Verbreitung der Solarenergie leisten.
