Das Jahr 2021 – insbesondere der Beginn der Heizsaison im Herbst – brachte einen deutlichen Anstieg der Preise für Wärme, Strom und fossile Brennstoffe mit sich, darunter auch die in Polen am häufigsten zur Beheizung von Wohnhäusern eingesetzten Energieträger Kohle und Erdgas. Die Situation hat sich durch die Aggression Russlands gegen die Ukraine noch weiter verschärft.
Ein erheblicher Anstieg der Brennstoffpreise auf dem Markt und ihr tatsächliches Defizit, verursacht durch das notwendige Embargo auf Kohle und die Umleitung der Erdgaslieferungen, fördern in besonderem Maße die Energie- und Wärmeeinsparung sowie die umfassende Nutzung der Eigenerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE).

Das Jahr 2021 – insbesondere der Beginn der Heizsaison im Herbst – brachte einen deutlichen Anstieg der Preise für Wärme, Strom und fossile Brennstoffe mit sich. Darunter waren auch die Energieträger Kohle und Erdgas, die in Polen am häufigsten zur Beheizung von Wohnhäusern eingesetzten werden. Diese Situation hat sich durch die Aggression Russlands gegen die Ukraine noch weiter verschärft.

Ein erheblicher Anstieg der Brennstoffpreise auf dem Markt und ihr tatsächliches Defizit, verursacht durch das notwendige Embargo auf Kohle und die Umleitung der Erdgaslieferungen, treiben in besonderem Maße die Energie- und Wärmeeinsparung sowie die umfassende Nutzung der Eigenerzeugung aus erneuerbaren Energien (EE) voran.

Einfluss erneuerbarer Energien auf Wärmeeinsparungen

In den Jahren 2020 und 2021 hat sich der Photovoltaiksektor – insbesondere die prosumorientierte Photovoltaik – sehr dynamisch entwickelt. Ähnlich bemerkenswert ist die Dynamik in der Wärmepumpenbranche. Diese Technologien ermöglichen den Ausstieg aus fossilen Brennstoffen und die effektive Nutzung von EE-Strom zur Beheizung von Wohnhäusern und anderen Gebäuden.
Das Problem liegt jedoch in der Instabilität der EE-Quellen und im Fall der Photovoltaik in den abweichenden jährlichen und täglichen Erzeugungsprofilen im Vergleich zum Wärmebedarf in Gebäuden. Dies macht es notwendig, überschüssige Solarenergie zu speichern, um sie zu anderen Tages- oder Jahreszeiten nutzen zu können.

Darüber hinaus führt der Zustand des Niederspannungsnetzes in vielen Regionen des Landes bereits zu Überproduktion aus EE und zur Abschaltung von Photovoltaik-Wechselrichtern. Das Fehlen alternativer Nutzungsmöglichkeiten dieser Energie verursacht sowohl Verluste potenzieller Vorteile für die Betreiber von EE-Anlagen als auch den Verlust ökologisch erzeugter Energie.

Während die Speicherung von Strom kontinuierlich weiterentwickelt wird, ist sie noch immer relativ teuer. Der Preis ist vor allem für individuelle Anwendungen in Einfamilienhäusern nicht tragfähig – umso wichtiger ist es, Systeme zur Wärme- oder Kälteerzeugung mit erneuerbaren Energien zu kombinieren. Überschüssige elektrische Energie kann in Wärme umgewandelt und als solche gespeichert werden.

Die Technologie zur Speicherung von Wärme und Kälte ist seit vielen Jahren bekannt und erforscht. In Polen werden seit Jahren große Wärmespeicher in kommunalen und industriellen Heizsystemen eingesetzt. Es fehlt jedoch an weit verbreiteten, erprobten und vor allem kostengünstigen Speichermöglichkeiten im Kleinstmaßstab. Geräte und Systeme, die speziell für Einfamilienhäuser, kleine Büros oder Gewerbe- und öffentliche Gebäude entwickelt wurden, sind kaum vorhanden.

Es ist wichtig zu beachten, dass Wärme den größten Anteil am Energieverbrauch in Haushalten ausmacht (größer als Strom). Daher ist es umso wichtiger, Einsparungen im Bereich der Gebäudeheizung und Warmwasserbereitung zu suchen und die Nutzung erneuerbarer Energien für diese Zwecke zu maximieren.

ConnectPoint-Forschungs- und Entwicklungsprojekt

Um diesen Bedürfnissen gerecht zu werden und die Situation auf dem Energiemarkt richtig zu analysieren, startete das Nationale Zentrum für Forschung und Entwicklung (NCBiR) im Jahr 2021 ein neues Forschungs- und Entwicklungsprogramm „Wärme- und Kältespeicherung“. Wie bereits berichtet, ist ConnectPoint eines von mehreren Unternehmen, die im Auftrag des NCBiR F&E-Arbeiten durchführen.

Sowohl die Wettbewerbsanforderungen, die vom NCBiR festgelegten Projektbedingungen, die Ziele als auch unsere eigenen Ambitionen machen den Projekterfolg anspruchsvoll. Es geht schließlich nicht nur um irgendeine Idee, sondern um ein Konzept, ein Design und den Bau eines kompletten Prototypsystems, das kommerzialisiert werden kann und Bewohnern bzw. Gebäudeeigentümern einen Nutzen bringt.

Das technologische Ziel besteht darin, den Betrieb eines optimalen Systems zu identifizieren, zu modellieren und zu überprüfen, dessen Hauptkomponenten Wärmespeicher, Kältespeicher, ein erneuerbares Energiesystem und eine Wärmepumpe sind. Das wirtschaftliche und ökologische Ziel ist es, einen Plan vorzuschlagen, der den Gebäudeeigentümer von externen Energiequellen unabhängig macht.

Die Idee des Programms, das wir im Auftrag des NCBiR durchführen, wird in folgendem polnischsprachigen Video klar erläutert:

Das Projekt „Wärme- und Kältespeicherung“ bietet uns die Möglichkeit, unsere Erfahrungen aus Optimierungsprojekten für den Heiz- und Energiesektor, die wir in den letzten Jahren durchgeführt haben, auf ein neues Gebiet zu übertragen.

Die Umsetzung dieser Förderung gibt uns die einmalige Gelegenheit, die Idee der Energieeinsparung – unterstützt durch unsere IT-Lösungen und Produkte – in einen spannenden Prototyp zu verwandeln, der IT mit klassischem Ingenieurwesen verbindet. Außerdem können wir uns dadurch noch aktiver an der Diskussion über nachhaltige Infrastrukturen und die Rolle der Technologie in diesem Transformationsprozess beteiligen.

Angesichts des bereits fortgeschrittenen Stadiums der Konzeptarbeiten sind wir überzeugt, dass die Endphase des Projekts sehr interessant sein wird. Wir freuen uns bereits jetzt auf die Ergebnisse der Arbeit unseres Teams!