Projektdauer
07/2019 – 06/2022 (3 Jahre)

Gesamtbudget
367.832 (nur Solites)

Projektbeschreibung
Die dezentrale Einbindung von solarer Wärme in Wärmenetze stellt eine vielversprechende Möglichkeit zur Dekarbonisierung von neu entstehenden sowie existierenden Wärmenetzen im urbanen Kontext dar. Allerdings bestehen bezüglich diesem Ansatz der Einbindung von solarer Wärme in Wärmenetze noch zahlreiche ungeklärte technische und organisatorische Fragestellungen. Entsprechend stehen viele Betreiber von Wärmenetzsystemen der dezentralen Einbindung von solarer Wärme sehr zurückhaltend gegenüber.

Anders die Stadtwerke Düsseldorf AG. Diese haben im BMWi-Vorhaben SWD.SOL (Laufzeit: 2015 bis 2018) Pioniergeist bewiesen und eine Versuchsanlage im Realmaßstab errichtet, welche zur praktischen Erprobung der dezentralen Einspeisung von solarer Wärme in das bestehende Fernwärmesystem verwendet werden kann. Mittels dieser realisierten Versuchsstation wird im Vorhaben SWD.SOL2 eine Evaluierung unterschiedlicher technischer Varianten zur dezentralen Einbindung von solarer Wärme in große, städtische Fernwärmenetze durchgeführt.

Auftraggeber
BMWi (FKZ 03EN3004B)

Partner

• Steinbeis Forschungsinstitut Solites (DE)
• Stadtwerke Düsseldorf AG (DE)
• Umweltamt Landeshauptstadt Düsseldorf (DE)

Ziel
Das Forschungsvorhaben zielt darauf ab, wesentliche Wissenslücken auf dem Gebiet der dezentralen Einspeisung von solarer Wärme in Wärmenetzsysteme zu füllen sowie die Marktintegration der Technik zu unterstützen. Diesbezüglich werden unterschiedliche hydraulische Varianten zur dezentralen solaren Wärmeeinspeisung an einem Standort im Fernwärmenetz der Stadtwerke Düsseldorf AG praktisch erprobt und in komplementären Simulationen analysiert. Im Resultat sind Aussagen und Empfehlungen hinsichtlich des hydraulischen Aufbaus und des Regelansatzes von dezentral einspeisenden Solarthermieanlagen möglich. Der Fernwärmebranche kann hierdurch eine Entwicklungsmöglichkeit zur treibhausgasfreien Wärmeerzeugung aufgezeigt werden.

Umsetzung
Folgende Phasen und Arbeiten beinhaltet das Projekt:

• Erprobung der Einspeisung solarer Wärme in das Fernwärmenetz der Stadtwerke Düsseldorf AG unter Berücksichtigung mehrerer hydraulischer Einspeisevarianten.
• Simulationsgestützte Optimierung des Einspeiseverhaltens der jeweiligen hydraulischen Einspeisevarianten.
• Analyse der von Seiten der Fernwärmebranche favorisierten Einspeisekonzepte unter technischen und ökonomischen Gesichtspunkten für verallgemeinerte Rahmenbedingungen auf der Basis von Simulationen.
• Untersuchung und Bewertung der Eignung von Strang-Enden als dezentrale Einbindeposition für solare Wärmeerzeuger auf der Basis von Messungen im Fernwärmenetz der Stadtwerke Düsseldorf AG.
• Erarbeitung von Empfehlungen bezüglich der dezentralen solaren Wärmeeinspeisung.
• Verifizierung des entwickelten Konzepts zur Nutzung von Solarwärme im Fernwärmesystem der Stadtwerke Düsseldorf AG unter Verwendung der im Versuchsbetrieb erlangten Erkenntnisse.

Ergebnisse
Die angestrebten übergeordneten Ergebnisse sind:

• Verbesserung der Wissensgrundlage zur Planung dezentral eingebundener Solarthermieanlagen.
• Generierung einer messtechnisch abgesicherten Datengrundlage für die mögliche Entwicklung eines Kompaktreglers von Einspeisestationen.
• Einbringung der Erkenntnisse in Regelwerksbausteinen.
• Erarbeitung einer Datengrundlage für die Strategieentwicklung, wie Solarthermie zur Optimierung der Einsatzplanung des bestehenden Erzeugerparks der Stadtwerke Düsseldorf AG beitragen kann.
• Evaluierung einer Systemtechnik zur Dekarbonisierung des Fernwärmesektors.