Dazu wird ein Wassertank genutzt, in dessen innern die Temperatur im Winter auf 0° C abgesenkt wird und das Wasser vereist, daher auch der Name «Eisspeicher». Die dadurch entstehende Energiemenge wird mittels einer Wärmepumpe dem Gebäude zugeführt.
Auf dem Dach angebrachte Hybridkollektoren erzeugen Strom und Wärme. Diese Wärme wird vom Frühling bis in den Herbst im Eisspeicher gespeichert. Der in der Schweiz vorhandene Sommerenergieüberschuss kann so wirtschaftlich und vor allem saisonal bis in den Winter gespeichert werden.
Das System besteht aus den folgenden drei Hauptkomponenten:
1. Energiegewinnung / PVT-Kollektoren
Die Energiegewinnung erfolgt über Hybridsolarkollektoren, welche das Sonnenlicht in Strom und Wärme umwandeln. Durch die Kombination von Photovoltaik und Solarthermie werden die Kollektoren gekühlt, was einen höheren Stromertrag mit sich bringt.
Die Kollektoren, resp. die ganze Anlage wird auf einem tiefen Temperaturniveau betrieben, so dass die Kollektoren auch Energie liefern, wenn die Sonne nicht scheint, es regnet oder wenn sie mit Schnee belegt sind.
2. Energiemanagement
Das Herzstück der Anlagen ist das Energiemanagement. Unter Berücksichtigung von Wetter, Klima und dem aktuellen Verbrauch optimiert es sämtliche Komponenten und
regelt den Betrieb der Anlage. Es entscheidet ob die Wärme dem Eisspeicher zugeführt oder direkt weiterverwendet wird, bzw. der Strom für die Wärmepumpe oder den Haushaltsstrom selber gebraucht wird oder alternativ ans Netz verkauft werden kann.
Des Weiteren liefert es jederzeit Zustands- und Leistungsdaten der gesamten Anlage, was eine lückenlose Fernwartung ermöglicht.
3. Energiespeicher / Eisspeicher
Der Eisspeicher ist die effizienteste saisonale Speichertechnologie. Dieser Latentspeicher hat eine vier Mal höhere Wärmekapazität als ein Wasserspeicher. Dies dank dem energieintensiven Phasenübergang von Wasser zu Eis. Der Vereisungsprozess ist nämlich gleich energieintensiv wie das Erwärmen oder Abkühlen des Wassers von 80° C auf 0° C.
Die auf dem Dach gewonnene Energie erwärmt das Wasser im Eisspeicher. Durch die Anomalie des Wassers entsteht im Speicher eine Temperaturschichtung. Diese wird gekonnt ausgenutzt.
Über die am Boden angebrachten Wärmetauscher entnimmt eine Wärmepumpe dem Wasser die Wärme bis zur Eisbildung. Wenn eine gewisse Eisstärke am Wärmetauscher erreicht ist, läuft das System kurz rückwärts. Die Eisplatten lösen sich ab, schwimmen an die Wasseroberfläche und sogleich beginnt wieder der volle Energiebezug.
Aufgrund der Temperaturschichtung herrscht im Bereich der Wärmeplattentauscher eine konstante Quellentemperatur und so kann die Wärmepumpe dem Gebäude die Energie viel effizienter als Warmwasser oder für die Heizung zur Verfügung stellen.
Übrigens, im Sommer kann das Gebäude mit dem gleichen System gekühlt werden. Es steht genügend kaltes Wasser im Eisspeicher zur Verfügung.
Die Hybridsolaranlagen mit Eisspeichern sind die wirtschaftliche Umsetzung der Energiestrategie 2050. Die Anlagen sind ein Plus-energiesystem. Das heisst sie
erzeugen im Jahresschnitt mehr Energie als benötigt wird. Zudem sind die Anlagen autark. Es muss keine Energie von aussen, in Form von Oel, Gas, Holz oder ähnliches zugeführt werden. In krisengebeutelten Zeiten lassen steigende Energiepreise den Anlageninhaber somit völlig kalt! Auch der Betrieb verursacht keine oder nur marginale Kosten, die Heizkostenabrechnung tendiert gegen Null. Die Wirtschaftlichkeit steigt mit zunehmender Projektgrösse.
Die Anlagen eignen sich für Mehrfamilienhäuser, Wohnüberbauungen, Industrie- und Landwirtschaftliche Bauten sowie öffentliche Gebäude. Insbesondere wenn eine Erdsonde nicht realisiert werden darf. B-Solartec entwickelt und optimiert ihr System ständig weiter um auch in Zukunft das Angebot ausbauen zu können. Derzeit läuft die Planung in einem Pilotprojekt um den Neubau eines EFH mit Eisspeicherheizung zu bestücken.
B-Solartec AG
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