In einem Verbundprojekt erforschen Entwickler von SMA, Vaillant und der RHTW Aachen die Möglichkeiten einer intelligenten Kopplung von Photovoltaikanlagen mit Heizsystemen. Der Herzstück wird ein gemeinsamer Kommunikationsstandard über offene Schnittstellen sein.
Entwickler eines Gemeinschaftsprojektes erforschen derzeit die Möglichkeiten der intelligenten Kopplung von Photovoltaikanlagen mit Blockheizkraftwerken (BHKW) und Wärmepumpenheizungen. Ziel des Forschungsprojektes PV-KWK ist es, optimierte Systemlösungen zu entwickeln und Synergien zwischen Solarstromproduktion und Verbrauch in Heizungssystemen zu erschließen. Diese sollen möglichst für vielfältige Anwendungssituationen im Gebäude geeignet sein. Ein weiteres Ziel ist die Optimierung des Lastmanagements der elektrischen Stromverbraucher und des Energiespeichereinsatzes bei reinen Photovoltaiksystemen bis hin zur intelligenten Einbindung der Elektromobilität. „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“, erklärt Roland Grebe, im Vorstand des Wechselrichterherstellers SMA für die Technische Innovation verantwortlich. „Die intelligente Kopplung von Photovoltaikanlagen und Blockheizkraftwerken bietet hier attraktive und systemtechnisch anspruchsvolle Perspektiven.“ SMA hat deshalb das Forschungsprojekt PV-KWK ins Leben gerufen und die Koordination übernommen. Außerdem sind noch Entwickler der RWTH Aachen und des Anbieters von Heizungssystemen Vaillant am Projekt beteiligt.
Lastmanagement schont die Geräte
Ein zentraler Teil des Projekts wird die Entwicklung eines Baukastens von Energieversorgungs- und Steuerungskomponenten sein. Diese sollen aufeinander abgestimmt, flexibel einsetzbar und kombinierbar die Strom- und Wärmeversorgung von Gebäuden übernehmen. Dabei werden die Komponenten auch die Schnittstellen zum Energiemarkt und zum Netzmanagement sein. Die Entwickler werden in diesem Rahmen unterschiedliche Wärmepumpen- und BHKW-Technologien testen. Außerdem werden die elektrische und thermische Speicher sowie das Lastmanagement elektrischer Verbraucher berücksichtigen. So können unter anderem die primär für die Wärmeversorgung eines Gebäudes installierten Wärmepumpen und BHKWs 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 gleichmäßiger gestalten. So muss der Bewohner des Gebäudes seine Komfortgewohnheiten nicht ändern und die Geräte würden trotzdem entlastet. „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“, erklärt Grebe.
Offene Schnittstelle zur Kommunikation
Das Kernstück des Projekts wird die Entwicklung einer offenen Schnittstelle sein, über die die Energiemanagementlösungen mit den Geräten und Anlagen kommunizieren können. Diese Kommunikationsstandards werden auch die technische Grundlage für die Entwicklung herstellerübergreifender Systemlösungen sein. Nachdem die gemeinsamen Kommunikationsstandards stehen, werden die Entwickler mehrere Pilotanlagen in Ein- und Mehrfamilienhäusern oder gewerblich genutzten Gebäuden testen. Sie wollen so die Praxistauglichkeit der Lösungen nachweisen. Die Ergebnisse sollen bis November 2017 vorliegen. (su)
