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Ein neues Solardach sorgt gleichzeitig für Strom und Wärme

In einer neuen Projektzusammenarbeit realisierte ein fachübergreifendes Team des IEFE die Neuinstallation einer Photovoltaikanlage. Die neuen Solarmodule wurden auf dem Dach einer Tennishalle installiert und sorgen zusätzlich zur Stromproduktion für den Antrieb einer Wärmepumpe.

Die Abbildung zeigt das mit Polysun erstellte Berechungsmodell der Anlage in Aesch. Die Komponenten umfassen neben der Tennishalle und der dazugehörenden Photovoltaikanlage auf dem Dach die beiden Häuser und die dazugehörende Wärmepumpe. Es sind die jeweiligen Verbindungen und Strom/Wärmeflüsse erkennbar.
Das mit Polysun erstellte Berechnungsmodell der Anlage in Aesch.

Das ZHAW-Institut für Energiesysteme und Fluid-Engineering (IEFE) hat in Zusammenarbeit mit dem Elektrizitätswerk des Kantons Schaffhausen AG (EKS) an einem Projekt für die Neuinstallation einer Photovoltaik-Dachanlage gearbeitet. Das Projektziel beinhaltete die Einrichtung einer neuen Energieversorgung einer Tennishalle und den zwei umliegenden Mehrfamilienhäusern in Aesch ZH. Konkret sollte auf dem gesamten grossflächigen Dach der Tennishalle eine Photovoltaikanlage realisiert werden. Diese neue Photovoltaikanlage sollte genügend Strom für die Tennishalle und die zwei umliegenden Mehrfamilienhäuser generieren und gleichzeitig eine neue Erdsonden-Wärmepumpe betreiben, welche die veraltete Ölheizung ersetzt.

Fachübergreifendes IEFE-Team sorgt für vielseitig abgewogene Projektgestaltung

Am Projekt beteiligt waren das EKS und ein fachübergreifendes Team des IEFE. Das IEFE-Team stellte sich zusammen aus Mitgliedern der Forschungsgruppen Energiesysteme & Kältetechnik und Photovoltaik. Der Einbezug beider Teilbereiche führte zu einer vielseitig abgewogenen Projektgestaltung. Martin König, welcher an der thermischen Energietechnik im Projekt arbeitete, erklärt: «Wir waren bei der wissenschaftlichen Umsetzung beteiligt, welche die Grundlagen der Projektrealisierung bildeten. Unser Team simulierte mit der Software Polysun den gesamten Wärmeverbund inklusive Stromproduktion sowie Stromverbrauch. Unser Ziel war es durch die Dimensionierung der Speicher, Wärmepumpe und Photovoltaikanlage den Eigenverbrauchsanteil so gross wie möglich zu machen und so in Zusammenarbeit mit EKS die wirtschaftlichste Lösung zu erarbeiten. »

Erfolgreiche Umsetzung und reduzierter CO2-Ausstoss

Durch den fachkundigen Einsatz aller Beteiligten konnte erfolgreich eine passende ökologische Strom- und Wärmeversorgung realisiert werden. Das umgesetzte Photovoltaikdach produziert genügend Strom, um alle Gebäude versorgen zu können und um die ebenfalls eingesetzte Erdsonden-Wärmepumpe als Energiequelle zu bedienen. Es entsteht sogar eine überschüssige Menge an Strom, welche in das örtliche Stromnetz von Aesch eingespeist werden kann. Laut Berechnungen kann somit der CO2-Ausstoss durch die neue Energieversorgung im Vergleich zu den vorherigen Bedingungen um bis zu 182 Tonnen pro Jahr reduziert werden.

Im Mai findet in der Tennishalle eine Veranstaltung statt, an welcher die neu umgesetzte Energieversorgung mit Vorträgen und Führungen vorgestellt wird. Dabei hält Martin König eine Präsentation über die Herausforderungen des Projekts aus wissenschaftlicher Sicht, welche sich für die Planung und die Umsetzung des Projekts ergaben.