Der Titanzinkhersteller Rheinzink hatte zu einem besonderen Solar-Workshop nach Datteln geladen. Unter dem Motto: „Energiesparen erster Klasse“ wurden neuste Entwicklungen der dachintegirerten Solarenergienutzung bei Metalldächern präsentiert. Im Mittelpunkt standen das Dachsystem „Rheinzink Quick Step SolarThermie“ und ein von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU) gefördertes Forschungsprojekt zur Kombination von Solarthermie und Geothermie. Neben den etablierten Anwendungsgebieten von „Quick Step SolarThermie“ zur Schwimmbadwassererwärmung und Brauchwasservorerwärmung wurde auch die Nutzung als Kühlkollektor vorgestellt. Das innovative Dachsystem „Quick Step SolarThermie“ verbindet Solartechnik und ästhetische Architektur. Das besondere Merkmal des Systems ist die „unsichtbare“ Einbindung der Solarkollektoren in die Dachfläche. Somit wird ein hohes Maß an Gebäudeintegration erreicht.
Ziel des Forschungsprojektes zu „Unverglasten Metalldach-Sonnenkollektoren in Wärmeversorgungssystemen“ (UMSys) war es, eine völlig neue Kollektorengeneration zur Nutzung erneuerbarer Energien zu entwickeln. Ein ideales Zusammenspiel erneuerbarer Energieträger entsteht, wenn Erdwärme mit Solarenergie kombiniert wird. Bei diesem sogenannten „solar-geothermischen“ System wird die Solaranlage in den Erdwärmekreis von Wärmepumpen eingebunden. Im Winter entzieht die Wärmepumpe dem Untergrund, über die Erdwärmesonden, Energie zum Heizen des Gebäudes. Im Sommer erhält der Untergrund Energie aus der Solaranlage. Dadurch steht im Winter im Boden mehr Energie zur Verfügung und die Effizienz der Wärmepumpe steigt. Somit wird für den Betrieb der Wärmepumpe weniger elektrische Energie benötigt. Zudem lassen sich durch kürzere Erdsonden Bohrkosten sparen. Die Steigerung der Effizienz/Jahresarbeitszahl wurde an zwei Pilotanlagen nachgewiesen. Auf dieser Basis konnten, durch Simulationen von Systemvarianten, wichtige Erkenntnisse im Bereich der Regelungssystematik sowie der Kollektorflächendimensionierung gewonnen werden. Im Workshop wurden das Konzept, die Betriebsweise, die Ergebnisse und Dimensionierungsrichtlinien des Forschungsprojektes vorgestellt.
Rheinzink SolarGeoThermie 2Q
Die Regelungsanlage „Rheinzink SolarGeoThermie 2Q“ kombiniert die Technologien Solarthermie und Wärmepumpe problemlos miteinander. Um das Dachsystem „Quick Step SolarThermie“ in den Erdwärmekreislauf von Wärmepumpen einzubinden, kommen bei „SolarGeoThermie 2Q“ aufeinander abgestimmte Regler und Hydraulik zum Einsatz. Dieses Rheinzink-Modul ist als „Add-On“ auf marktübliche Sole/Wasser-Wärmepumpen zu verstehen. Zudem ist es unabhängig vom Wärmepumpenhersteller einsetzbar und einfach zu installieren. Gregor Zienterra, Produktentwickler bei Rheinzink: „Das Modul „SolarGeoThermie 2Q“ bietet eine perfekt abgestimmte Regelungssystematik zur Kombination von „Quick Step SolarThermie“ mit erdgekoppelten Wärmepumpen. Dadurch können die Eigenschaften von „Quick Step SolarThermie“ als Solarkollektor und Umweltabsorber optimal genutzt werden. Neben der direkten und diffusen Solarstrahlung wird zudem die Temperatur der Umgebungsluft und der Feuchtegehalt der Luft als Wärmequelle für das Wärmepumpensystem genutzt.“
Die Kombination von Solarthermie und Erdwärme erhöht die Quellentemperatur und somit die Steigerung der Jahresarbeitszahl von Wärmepumpen. Dies wirkt sich positiv auf die Primärenergieeinsparung und die Betriebskosten aus. Die Jahresarbeitszahl stellt die wichtigste Kennzahl der Effizienz für Wärmepumpen dar. Von ihr hängt der tatsächliche Energieverbrauch eines Wärmepumpensystems ab. Seit 2008 werden Wärmepumpen über das Marktanreizprogramm gefördert. Wie alle anderen dort geförderten Technologien müssen auch Wärmepumpen hohe Standards erfüllen. Somit wurde die Förderhöhe von der Jahresarbeitszahl abhängig gemacht. Als Anreiz, um besonders hohe Jahresarbeitszahlen zu realisieren, wurde ein Innovationsbonus von 50 % (max. 1500 Euro) geschaffen. Detailinformationen zur Förderung von Wärmepumpen und Anträge zum Innovationsbonus sind beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) erhältlich. Durch die Nutzung des SolarThermie-Daches Quick Step wird das Metalldach zum einzigen Dachsystem, dass neben dem Wetterschutz auch Energie gewinnt. Somit entsteht ein Doppelnutzen bei nur einmaliger Montage.
