Modellbildung und Simulation von photovoltaisch angetriebenen Wärmepumpensystemen

Im Jahr 2012 entfiel knapp ein Viertel des Endenergieverbrauchs der Bundesrepublik Deutschland auf die Bereitstellung von Raumw?rme und Brauchwarmwasser in Privathaushalten. Die technische Umsetzung erfolgt dabei in aller Regel noch immer auf der Basis von konventionellen Energietr?gern. Verschiedene Untersuchungen zeigten jedoch, dass stattdessen der Einsatz einer W?rmepumpe in Kombination mit einer lokalen photovoltaischen Stromerzeugung enorme energetische und ?kologische Potentiale er?ffnet. Neben zahlreichen Definitionen f?r bilanzielle Niedrigst- oder Plusenergiegeb?ude befassten sich bislang nur wenige Arbeiten mit der tats?chlich erreichbaren Netzautarkie solcher Systeme. Die vorliegende Ausarbeitung untersucht daher im Speziellen die Wechselwirkungen zwischen Geb?ude- und Anlagentechnik. Dazu werden u.a. Berechnungsmodelle f?r ein typisches Einfamilienhaus mit variierenden energetischen Standards sowie f?r verschiedene Raumheizungssysteme, thermische und elektrische Speicher, eine Leistungs-modulierende W?rmepumpe und eine Photovoltaik-Anlage erstellt. Ebenso werden die g?ngigen hydraulischen Einbindungen aufgezeigt, bewertet und eine optimierte Variante vorgeschlagen. Auf der Grundlage der hydraulischen Voraussetzungen wird auch ein detailliertes Regelungskonzept des Kaltdampfprozesses einer W?rmepumpe vorgestellt. Anhand der Simulationsstudien zeigt sich, dass selbst f?r ein hoch-w?rmeged?mmtes Geb?ude mit maximaler Photovoltaik-Belegung sowie thermischen und elektrischen Speichern einer ?blichen Gr? enordnung keine vollst?ndige Autarkie zu erwarten ist. H?chstwerte der Netzunabh?ngigkeit ergeben sich mit etwa 60 - 70 %. Als entscheidend stellt sich dabei der Einsatz eines elektrischen Speichers zum Ausgleich der tageszyklischen Schwankungen zwischen W?rmebedarf bzw. Stromverbrauch und der solaren Einstrahlung heraus. Das Potential von thermischen Speichern und Eigenstrom-optimierten Regelstrategien erweist sich unterdessen als gering,

Author: Michael Schaub

Publisher: Diplom.de

Publication Date: Jun 01, 2015

Number of Pages: 120 pages

Binding: Paperback or Softback

ISBN-10: 395636838X

ISBN-13: 9783956368387