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SolSeasStore

Saisonale Wärmespeicherung in städtischen Quartieren mit Erdwärmesonden

Projektbeschrieb

Inhalte und Vorgehensweise

In der Energiewende des Wärmesektors der Schweiz spielen Erdwärmesonden (EWS) eine tragende Rolle. Dabei wird durch die immer dichter werdende Nutzung des Untergrundes eine Regeneration der Sonden dringlich. Im Projekt SolSeasStore werden mit Simulationen Möglichkeiten für die EWS-Regeneration mit solarthermischer Energie in Wohnquartieren untersucht. Der Untergrund wird dadurch zum saisonalen Speicher thermischer Energie.

Aufgrund der – insbesondere in städtischen Quartieren mit grossen Mehrfamilienhäusern - begrenzt vorhandenen Dachflächen wird ein besonderer Fokus auf die Regeneration mit PVT-Kollektoren (Photovoltaisch-Thermische Kollektoren) gelegt, welche gleichzeitig Wärme und Strom produzieren und somit Flächen effizient nutzen. Auch auf nachrüstbare Lösungen, wie z.B. Wärmetauscher für die nachträgliche Umrüstung bestehender PV-Module zu PVT-Kollektoren, wird ein Schwerpunkt gelegt, da diese in vielen Fällen deutliche Kostenvorteile versprechen.

Für die Simulationsstudie werden - basierend auf den Daten zweier realer Beispielquartiere in der Stadt Zürich -  je ein städtisches und ein ländliches Wohnquartier modelliert, welche beispielhaften Charakter für eine grosse Anzahl Schweizer Wohnquartiere (städtisch oder ländlich) haben sollen. Dafür werden einige typische Gebäude definiert, welche zusammen, in unterschiedlicher Anzahl, das Quartier darstellen. Der Wärmebedarf sowie die für die Regeneration zur Verfügung stehende solare Wärme der einzelnen Gebäude werden mit der Simulationssoftware Polysun bestimmt. Das Langzeitverhalten der Temperaturen in den EWS und im Erdreich wird durch geeignete Simulationstools der CSD Ingenieure AG ermittelt.

Aufgrund der Erkenntnisse der Untersuchung werden konkrete Lösungen für die geeignete EWS-Anordnung und Möglichkeiten für deren Regeneration erarbeitet. Welche Lösungen für welche Anwendungen geeignet sind, wird dabei unter energetischen, technischen und ökonomischen Gesichtspunkten untersucht. Die Kernaussagen sollen auf möglichst viele Anwendungen in der Praxis übertragbar sein und eine Grundlage für die Ableitung allgemeingültiger Planungs- und Entscheidungshilfen darstellen.

Projektpartner

Das Projekt wird durch die ZHAW-Forschungsgruppe «Erneuerbare Energien», die ZHAW-Kompetenzgruppe «Immobilienmanagement» sowie die CSD Ingenieure AG durchgeführt.

Die Forschungsgruppe «Erneuerbare Energien» am Institut für Umwelt und natürliche Ressourcen (IUNR) der ZHAW in Wädenswil leitet das Projekt und trägt hauptsächlich durch Gebäudeenergie-Simulationen mit der Software Polysun zum Projekt bei.

Die Kompetenzgruppe «Immobilienmanagement» am Institut für Facility Management (IFM) der ZHAW in Wädenswil beteiligt sich am Projekt hauptsächlich vom Gesichtspunkt des Gebäudeenergiemanagements und der HLK-Planung her.

Die Rolle der CSD Ingenieure AG umfasst hauptsächlich die Berechnung der Temperaturverhältnisse in den Erdwärmesonden und im Erdreich.

Projektfinanzierung

Gefördert wird das Projekt SolSeasStore vom Bundesamt für Energie, BFE. Mit diesem Projekt nimmt die Forschungsgruppe «Erneuerbare Energien» zudem am IEA Task 60 PVT-Systeme teil.