22. Januar 2025

PVT-Kollektoren im Wärmepumpen-System: Neues Tool für den Vergleich von Energieeffizienz und Kosten

Als Energiequelle für Wärmepumpen sind Photovoltaisch-thermische (PVT) Kollektoren bislang wenig verbreitet. Dass diese Kombination bei der Effizienz und Wirtschaftlichkeit mit etablierten Varianten mithalten kann, zeigt ein neues Berechnungstool.

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Mit dem webbasierten Werkzeug können Fachleute aus Installation und Energieberatung sowie versierte Endkundinnen und -kunden verschiedene Varianten der Wärmepumpensysteme mit Sonne, Erdreich und Luft als Wärmequelle bewerten. Dazu werden Effizienz, CO2-Bilanz und Energiegestehungskosten verglichen. „Wir wollten ein selbsterklärendes Online-Tool entwickeln, das Handwerker und Energieberater bei der Planung und Auslegung von komplexen PVT-Wärmepumpensystemen unterstützt“, erklärt Bharat Chhugani, Wissenschaftler beim Institut für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) und Entwickler des Wärmepumpen-Vergleichstools.

Chhuganis Arbeiten sind Teil der Initiative IntegraTE, die das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz seit 2019 finanziell unterstützt. Mit dem ISFH, dem Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung (IGTE) der Universität Stuttgart und dem Fraunhofer ISE sind dafür seit Dezember 2019 gleich drei wissenschaftliche Partner gemeinsam am Start. Das Tool steht allen Interessierten kostenfrei auf den Seiten des ISFH zur Verfügung. Im ersten Schritt können Nutzende des Tools verschiedene Systemvarianten auswählen, u.a. Sole-Wasser-Wärmepumpe mit PVT-Kollektoren oder Luft-Wärmepumpe und Luft-Wärmepumpe in Kombination mit Photovoltaik. Die Heizsystemvarianten werden grafisch dargestellt und mit Funktion, Einsatzmöglichkeiten sowie Vor- und Nachteile erläutert. Im zweiten Schritt wählen Nutzende einen Haustyp aus (Einfamilienhaus-Neubau und/oder Bestandsgebäude)

Das Tool basiert auf zigtausenden von TRNSYS-Simulationen

Bei allen Systemvarianten sind für die Auslegungs-Parameter und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bereits Werte im Tool vorgegeben, so dass die Nutzerinnen und Nutzer direkt Kennwerte erhalten. Vorgegeben sind unter anderem Werte für die Auslegung der Solaranlagen oder der Erdwärmesonde, sowie Energie-, Wartungs- und Komponentenpreise. Damit für eine große Anzahl von frei einzugebenden Parametern Ergebnisse ermittelt werden können, hat Chhugani zigtausende von Simulationen mit der Software TRNSYS durchgeführt, deren Ergebnisse im Tool für die verschiedenen Systemvarianten unter dem Reiter „Energie“ dargestellt sind. TRNSYS ist ein flexibles, komponentenbasiertes Simulationsprogramm für komplexe thermische und elektrische Energiesysteme, das vorwiegend Wissenschaftler einsetzen.

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