Im Herner Stadtteil Sodingen werden ab 2018 sieben äußerlich ähnliche Einfamilienhäuser gebaut. Unterschiede gibt es jedoch bei den Energiestandards (KfW 40 und 55) sowie der Gebäudetechnik. Das Fraunhofer UMSICHT analysiert an den Modellhäusern in Kooperation mit den Stadtwerken Herne und der Firma Volterion die Verschaltungsmöglichkeiten zukunftsweisender Energietechnologien.
Zentrale Elemente sind die am Fraunhofer UMSICHT entwickelten Redox-Flow-Batteriespeicher, die bei Sonne Energie speichern, um sie nach Bedarf abzugeben. "Die Batterien sind kostengünstig, robust, langlebig und lassen sich individuell anpassen", teilt das Fraunhofer-Institut mit.
Gespeist werden die Batterien von Photovoltaikanlagen, an denen die Forscher die Wirkungsgrade polykristalliner und monokristalliner Solarzellen testen. Die Raumwärme wird in den Gebäuden über unterschiedliche Wärmepumpensysteme erzeugt. Dabei kommen auch Grabenkollektoren zum Einsatz, bei denen der Erdboden als Wärmequelle dient.
Unter den Solarmodulen wird mit Wärmegewinnung gearbeitet. Sie soll die Module auch kühlen und damit deren Wirkungsgrad steigern. Für die Trinkwarmwassererzeugung, die in Niedrigenergiehäusern zunehmend den Wärmeverbrauch dominiert, werden fortschrittliche Wärmepumpensysteme getestet.
Joachim Krassowski von der Abteilung Energiesysteme beim Fraunhofer UMSICHT und sein Team vergleichen die unterschiedlich konfigurierten Häuser mit einem Referenzhaus, das mit einem Lithium-Ionen-Energiespeicher und einer Erdwärmepumpe ausgestattet ist: "Wir können auf diese Weise die optimalen Anlagenkonfigurationen für künftige Neu- oder Umbauprojekte aufzeigen und die Eignung der Systemlösungen im normalen saisonübergreifenden Betrieb demonstrieren", sagt der Forscher.
Auch die künftigen Bewohner der Modellhäuser können über ihr Nutzerverhalten zur Maximierung des Eigenverbrauchs beitragen. Inwiefern hierdurch Unterschiede entstehen, analysiert das Fraunhofer UMSICHT anhand zweier komplett identisch ausgestatteter Gebäude, bei denen die Einflüsse auf den Autarkiegrad des Gebäudes ausschließlich vom Verhalten der Bewohner abhängen.
"Redox-Herne" wird gefördert mit einer Zuwendung des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung. Projektträger sind die LeitmarktAgentur.NRW und der Projektträger Jülich. Quelle: Fraunhofer UMSICHT / sue