Die Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe funktioniert und ist äußerst effizient. Sie hat bereits eine relativ lange Tradition in Einfamilienhäusern, doch auch für größere Projekte ist eine kombinierte Anlage durchaus interessant. In der aktuellen Ausgabe der Sonne, Wind & Wärme vom 08.11.13 wird in einem Artikel die Großanlage bei Graz vorgestellt, die beide Techniken miteinander verbindet.
Die Idee der Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe
Die Idee eine Solarthermie Anlage mit einer Wärmepumpe zu kombinieren ist nicht neu. Sie ist bereits über Jahre hinweg bekannt und wurde bereits mehrfach in Einfamilienhäusern umgesetzt. Bisher begrenzte sich die Anwendung jedoch auch allein auf diesen Bereich. Seit Frühjahr 2013 hat sich das nun geändert: In der Nähe von Graz wurde eine bestehende Solarthermie Großanlage mit einer Wärmepumpe ergänzt und ist offiziell in Betrieb. Bisherige Untersuchungen zur Effizienz dieser Anlagenkombination beschäftigten sich ebenfalls hauptsächlich mit dem „kleineren“ Rahmen im Einfamilienhaus. Dank der neuen Großanlage bei Graz können die Wirkungen nun jedoch auch im großen Zusammenhang betrachtet werden.
Die Entstehung
Begonnen hat alles mit einer Solarthermie Anlage am Kompetenzzentrum Wasserwirtschaft in Graz. Sie wurde mit einer Bruttokollektorfläche von insgesamt 3.885m2 im Jahr 2009 in Betrieb genommen und sollte die gewonnene Wärme ins Fernwärmenetz abgeben sowie einen Teil des örtlichen Wärmebedarfs für Heizung und Warmwasser der Wohnungen und Labors am Standorts bereitstellen. Die Effektivität dieser Anlage zeigte sich schon nach wenigen Jahren. Eine Auswertung für das Jahr 2011 zeigte einen solaren Deckungsgrad von 35% (aufs Jahr betrachtet), in den Monaten von April bis September konnten sogar 89% der benötigten Wärme des Standorts über die Solarthermie Anlage bereitgestellt werden.
Diese hohen Werte sind in Anbetracht der Dimensionierung der Anlage kaum überraschend. Dennoch gab es Speicherverluste, die allein der Solaranlage zugerechnet werden. Gerade die Übergangszeit sowie in den Randstunden der Tage wird zwar über die Anlage noch Wärme bereitgestellt, diese erreichte jedoch nur ein Temperaturniveau, dass nicht mehr für die Einspeisung ins Fernwärmenetz oder zur lokalen Nutzung ausreichend war. Um die Effektivität der Anlage zu erhöhen wurde daher im Herbst 2012 eine Wärmepumpe mit 150kW Leistung ergänzend eingebaut. Der Kollektorkreis der Solarthermie Anlage ist dabei die einzige Wärmequelle der Wärmepumpe.
Potenzial Solarthermie in Verbindung mit einer Wärmepumpe
Um die Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe zu vergleichen ist es wichtig möglichst ähnliche Zeiträume zu betrachten. Dabei ist nicht nur der rein zeitlich gemessene Zeitraum gemeint, sondern auch die Wettersituation (einfallende Sonne, bewölkte Tage) sowie der Wärmebedarf. Je ähnlicher die Zeiträume in den verschiedenen Kennzahlen sind, desto fundierter ist der Vergleich der Anlagenvarianten mit bzw. ohne Anlage. Trotz der besonderen Anforderung hat sich dennoch ein Vergleichszeitraum gefunden, der die bessere Auslastung der Anlage mit der Wärmepumpe unterstreichen.
Die genauen Ausführungen hierzu, das Schema und die möglichen Schaltungen der Anlage können im zugehörigen Artikel der Sonne, Wind & Wärme vom 08.11.13 nachgelesen werden.
