EU-Projekt SolBio-Rev

Logo SolBio-RevEU-Projekt SolBio-Rev: Reversibles Energiesystem auf Grundlage der Kombination von Solarthermie und aus Biomasse erzeugter Energie zur Deckung eines großen Anteils des Energiebedarfs von Gebäuden

Im Rahmen des EU-Projekts SolBio-Rev wird ein innovatives, erneuerbares Gebäudeenergiesystem auf Grundlage einer neuartigen und kreativen Wärmepumpen-basierten Konfiguration zur Erzeugung von Wärme und Strom sowie zur Raumkühlung entwickelt. Dabei wird der tägliche und saisonbedingte Energiebedarf von Gebäuden in unterschiedlichen europäischen Klimazonen berücksichtigt.

Laufzeit: 01.05.2019 – 30.04.2023

Logo EU

Dieses Projekt hat Fördergelder durch das EU-Förderprogramm Horizont 2020 der Europäischen Union unter Zuwendungsvereinbarung No 814945 erhalten

Logo National Technical University of Athens

National Technical University of Athens

 

Logo Consiglio Nazionale Delle Ricerche

Consiglio Nazionale Delle Ricerche

 

Logo Universidad De Lleida

Universidad De Lleida

 

Logo Karlsruher Institut für Technologie

Karlsruher Institut für Technologie

 

Logo Universita Degli Studi Di Messina

Universita Degli Studi Di Messina

 

Logo University of Sussex

University of Sussex

 

Logo Fahrenheit GmbH

Fahrenheit GmbH

 

T.E.A.V.E Ltd

 

Logo AkoTec Produktionsgesellschaft mbH

AkoTec Produktionsgesellschaft mbH

 

Logo DAIKIN Airconditioning Hellas SA

DAIKIN Airconditioning Hellas SA

 

Logo DBC Europe SA

DBC Europe SA

 

Logo Techlink

Techlink

 

Logo ÖkoFEN Forschungs- und Entwicklungs GmbH

ÖkoFEN Forschungs- und Entwicklungs GmbH

 

Logo Strabag Belgium SA

Strabag Belgium SA

Das SolBio-Rev Konzept beruht auf der Integration einer kreativen Wärmepumpen-basierten Konfiguration mit innovativen Komponenten sowie einer hochentwickelten Systemsteuerung. Diese Kombination ermöglicht jederzeit in allen europäischen Klimazonen die maximale Ausnutzung von erneuerbaren Energien in Gebäuden. Die Konfiguration besteht aus einem reversiblen Wärmepumpen/Organic-Rankine-Cycle (ORC) Prozess, gekoppelt mit einer Adsorptions-Kältemaschine, wie in Bild 1 gezeigt. Diese Prozesse teilen sich die gleiche Wärmepumpe, um eine gesteigerte Flexibilität und Kompaktheit zu erreichen.

Die Wärme wird in erster Linie durch Vakuumröhrenkollektoren geliefert, die mit thermoelektrischen Generatoren (TEGs) ausgestattet sind, um die Ausnutzung von überschüssiger Sonnenwärme, die ansonsten verloren gehen würde, zu maximieren und somit zusätzlichen Strom zu erzeugen. Gleichzeitig wird dadurch eine Überhitzung vermieden. Die Wärme, die von den TEGs genutzt wird, wirkt sich nicht auf den Betrieb der anderen Komponenten (z.B. ORC, Kältemaschine) aus, sondern wirkt in einer ergänzenden Weise. Der Wärmebedarf, der nicht durch solarthermische Energie oder die Wärmepumpe, in der Winterzeit, gedeckt werden kann, wird durch einen Biomasse-Heizkessel bereitgestellt. Hierbei handelt es sich um einen Pelletkessel, der im Kraft-Wärme-Kopplungsmodus (KWK) arbeitet und nur geringe Emissionen erzeugt. Der Pelletkessel versorgt den ORC mit Hochtemperatur-Wärme und nutzt die vom ORC nicht verwertete Wärme zum Beheizen des Gebäudes. Dadurch wird eine hohe Effizienz der Kraft-Wärme-Kopplung erzielt.

Bildliche Beschreibung des SolBio-Rev Systems

Bild 1: Das SolBio-Rev System: Die Wärmepumpen-basierte Konfiguration, gekoppelt mit einem Biomasse-Heizkessel und zwei Speichertanks (alle im Kesselraum) sowie Solarthermie Kollektoren mit TEGs (auf dem Hausdach)

 

Der angestrebte Nutzen von SolBio-Rev, das verschiedene erneuerbare Energiesysteme miteinander kombiniert, liegt darin, mittels eines modularen, flexiblen und kompakten Energiesystems in einer Vielzahl von EU-Gebäuden einen Energiebeitrag von 70-85 % zu erreichen. Das übergeordnete Ziel besteht darin, diese Technologie in einer bestimmungsgemäßen Umgebung zu validieren. Die Forschungsarbeit zielt auf die Entwicklung und Integration der Systemkomponenten samt intelligenter Systemsteuerung. Gleichzeitig werden die Emissionen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen reduziert.

Die Vorteile des SolBio-Rev Systems sind:

  • Hohe Flexibilität der Stromerzeugung, Beheizung und Kühlung, je nach Energiebedarf
  • Reduzierung von Komponenten aufgrund eines synergetischen Betriebs einer Wärmepumpen-basierten Konfiguration
  • Anwendungsmöglichkeit in einer Vielzahl von Gebäuden in ganz Europa
  • Geringe Kosten durch innovative Ausstattung, hohe Kompaktheit und fortgeschrittene Systemintegration

Zwei Prototypen werden entwickelt und ein Jahr lang in Athen und Nürnberg experimentell untersucht. Dadurch soll das Konzept von SolBio-Rev validiert werden.

 

Ansprechpartner:

Maximilian Weitzer, M. Sc.

Department Chemie- und Bioingenieurwesen (CBI)
Lehrstuhl für Energieverfahrenstechnik