Windstrom und BHKW: Gemischtes Doppel in zwei Berliner Wohnquartieren
Wie können Wohngebäude und -quartiere für die Energiewende fit gemacht werden und einen Beitrag zur Netzstabilität und zur Systemintegration erneuerbarer Energien leisten?
Wie können Wohngebäude und -quartiere für die Energiewende fit gemacht werden und einen Beitrag zur Netzstabilität und zur Systemintegration erneuerbarer Energien leisten? Unter dieser Fragestellung erforschen und erproben das Borderstep Institut für Nachhaltigkeit und Innovation, die Berliner Energieagentur (BEA), die Dr. Riedel Automatisierungstechnik GmbH und das DAI-Labor der Technischen Universität Berlin in zwei Berliner Wohnvierteln eine Kombination aus intelligenter Gebäudeautomatisierung, Power-to-Heat-Technologie sowie Wärmespeichern. Dadurch soll eine Stromerzeugung und -abnahme realisiert werden, die flexibel auf das schwankende Angebot von Wind- und Solarstrom reagieren kann.
Das Vorhaben ist ein Teilprojekt von WindNODE, dem Schaufenster für Energie aus dem Nordosten Deutschlands. An dem vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Vorhaben beteiligen sich insgesamt 70 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft aus sechs Bundesländern. Gemeinsam wollen sie Lösungen entwickeln, wie die insbesondere in den ländlichen Regionen Nordostdeutschlands erzeugten und in Zukunft noch weiter ansteigenden Mengen Wind- und Solarstrom effizienter unter Einbeziehung neuer digitaler Technologien genutzt werden können. Auf diese Weise soll ein „Internet der Energie“ entstehen, so die Vision der Partner.
Neue Geschäftsmodelle mit intelligenter Energieversorgung
„Wir untersuchen in den Projekten unter anderem, welche finanziellen Anreizmechanismen für eine intelligente Steuerung von Quartieren benötigt werden“, erläutert Severin Beucker, Gründer und Gesellschafter des Borderstep Instituts für Innovation und Nachhaltigkeit. „Die Pilotprojekte sollen sowohl einen Beitrag für den Klimaschutz liefern sowie wirtschaftliche Einsparungen bringen“.
„Nutzung, Erzeugung und Speicherung von Energie werden zukünftig mit Hilfe von Digitalisierung besser aufeinander abzustimmen sein“, sagt BEA-Geschäftsführer Michael Geißler. „Die BEA setzt schon seit vielen Jahren dezentrale Energieerzeugungslösungen mit Mieterstromangeboten um. Wir werden unser gewachsenes Know-how weiterhin in zukunftsweisende Projekte für unsere Kunden einbringen.“
WindNODE-Projekte in Prenzlauer Berg und Schöneberg
Das vom Borderstep Institut koordinierte WindNODE Teilprojekt zu Quartieren nutzt ein Smart-Building-Konzept, das in einer Wohnsiedlung der Baugenossenschaft Zentrum im Prenzlauer Berg bereits umgesetzt wurde. Ein digitales Quartiersmanagement ermittelt den Energieverbrauch in 224 Haushalten und passt die Energieerzeugung durch ein von der BEA betriebenes Blockheizkraftwerk (BHKW) flexibel daran an. Über einen Wohnraum-Manager (Smart-Building-Technologie) der Dr. Riedel Automatisierungstechnik können die Bewohner zum Beispiel ihre Wohnraumtemperaturen optimal steuern und ihren Verbrauch überprüfen.
Mit WindNODE geht es noch einen Schritt weiter. Nun wird getestet, wie die Energieversorgung in dem Wohnquartier mit fluktuierendem Strom aus Windkraftanlagen möglichst effizient organisiert werden kann. Wenn überschüssiger Windstrom im Stromnetz vorhanden ist, schaltet sich das BHKW aus. Die Bewohner beziehen dann regenerativen Windstrom. Gleichzeitig wird dieser Strom auch für die Warmwasserbereitung genutzt. Dazu erwärmen elektrische Heizelemente Wasser in einem Kessel. Nach dem Prinzip Tauchsieder wird so elektrische Energie in Wärmeenergie umgewandelt (Power-to-Heat). Darüber hinaus soll der Windstrom dafür eingesetzt werden, Warmwasser vorzuheizen und einen Wasserspeicher als zusätzlichen Puffer zu nutzen. Ist darüber hinaus immer noch ausreichend Windstrom im Netz, kann außerdem die Gebäudehülle leicht erwärmt und somit der Heizbedarf reduziert werden.
In einem zweiten WindNODE-Projekt in Berlin-Schöneberg wird ein ähnliches Modell getestet. Hier wird Windstrom in über 34 zusammenhängenden Gebäuden der Genossenschaftliches Wohnen Berlin-Süd eG mit insgesamt 365 Wohnungen direkt genutzt und in Wärme umgewandelt. Das Quartier wird ebenfalls über ein modulierbares BHKW der BEA (48 kWel und 91 kWth) sowie eine Spitzenlastkesselanlage versorgt. Anders als im Prenzlauer Berg steht im Schöneberger Wohnviertel eine weitere zusätzliche Power-to-Heat-Anlage zur Verfügung. So kann die Flexibilisierung der Energielasten mit Fokus auf Warmwasser-Speicherlösungen getestet werden.
In beiden Projekten soll der Beweis erbracht werden, dass die Integration erneuerbaren Stroms in Wärmesysteme erfolgreich sein kann, wenn Windstrom direkt verbraucht und Warmwasserspeicher sowie Gebäudehüllen kurzfristig als Wärmepuffer zur Verfügung stehen.
Weitere Informationen zu WindNODE finden Sie auf der Webseite (siehe Link).