DI Roger Hackstock Geschäftsführer Verband Austria Solar
Mariahilferstraße 89/22, 1060 Wien roger.hackstock@austriasolar.at www.solarwaerme.at
Der Trend geht Richtung solare Großanlagen
In den letzten Jahren ist bei Solarwärmeanlagen ein Trend zu Großanlagen zu beobachten, der durch technischen Fortschritt bei den Kollektoren und stark abnehmenden Kosten bei Anlagen jenseits von 350 kW Wärmeleistung (500 m² Kollektorfläche) getrieben wird. Speziell entwickelte Großflächenkollektoren liefern heute um 50 Prozent mehr Ertrag als Standardkollektoren in der Vergangenheit, die Errichtung vor Ort wurde zunehmend standardisiert und durch Vorfertigung beschleunigt. Damit sind solare Großanlagen ins Blickfeld von Nah- und Fernwärmebetreibern gerückt, da sie als technisch äußerst zuverlässige Technologie langfristig stabile Wärmekosten bieten.
Großanlagen über 3,5 MW Wärmeleistung (5.000 m² Kollektorfläche) liefern heute Wärme unter 5 ct/kWh, in schlüsselfertig errichteten Anlagen. Um Nah- und Fernwärmebetreiber zu unterstützen wurden verschiedene Geschäftsmodelle der Finanzierung und Steuerung der Anlagen entwickelt, die zu einer Optimierung der gesamten Fernwärmeversorgung beitragen.
Solare Integration im kommunalen Wärmenetz
Ein Beispiel für die Integration von Solarwärme in ein kommunales Nahwärmenetz ist die Nahwärme Großklein in der Steiermark. Das Netz mit 40 Abnehmern und einem 600 kW Hackgutkessel wird von einer Solarwärmeanlage mit 330 kW (460 m²) unterstützt, die Wärme wird in einem 50 Kubikmeter großen Speicher im Heizhaus zwischengespeichert. Die Solaranlage deckt übers Jahr 8 Prozent der Netzlast, im Sommer bis zu zwei Drittel, was die Laufzeit des Kessels deutlich reduziert. Mit 418 kWh/m² gemessenem Ertrag läuft die Solaranlage sehr effizient, bei Netztemperaturen von 70°C/45°C im Winter und 60°C/50°C im Sommer. Die gemessenen Ertragswerte decken sich nahezu exakt mit der Simulation, die in der Planung durchgeführt wurde, was die weitreichende Erfahrung mit solchen Anlagen zeigt. Dies ist zum Großteil auf die Begleitforschung im Förderprogramm Solare Großanlagen des Klima- und Energiefonds zurückzuführen, wo seit 2010 über 200 Solarwärmeanlagen von 100 bis 2.000 m² gefördert und zum Teil vermessen wurden, um Praxiserfahrungen mit Planung und Ausführung in Wärmenetzen und bei Objekten mit hohem Wärmeverbrauch zu sammeln.
Abbildung 1: Nahwärme Großklein mit Solaranlage am Heizhaus und Nebengebäude (Quelle: AEE INTEC)
Ein Beispiel für eine Solarwärmeanlage in der Biomasse-Fernwärmeversorgung einer größeren Stadt sind 3,5 MW (5.000 m²) Kollektoren im Netz der Stadtwerke Mürzzuschlag. Der jährliche Solarertrag
Mürzzuschlag errichtet, mit den Detailplanungen wurde im September 2017 bereits begonnen, vorbehaltlich aller erforderlichen Genehmigungen, die noch ausständig sind, wird die Anlage in den nächsten 8-10 Monaten gebaut. Die Investition in die solare Fernwärmeeinspeisung wird vom Klima- und Energiefonds im Förderprogramm Solare Großanlagen mit rund 40 Prozent Förderung unterstützt.
Abbildung 2: Geplante Solaranlage im Fernwärmenetz Mürzzuschlag (Quelle: S.O.L.I.D.) Neue Geschäftsmodelle für Solare Nahwärme
Die Solarwärmeanlage mit 540 kW (772 m²) am Dach der Fernwärme Eugendorf unterstützt die zwei Hackschnitzelkessel mit 4 MW und 700 kW, zu denen bald ein dritter hinzukommt, da der Ausbau des Netzes voranschreitet. Die Fernwärme versorgt mit 210 Anschlüssen über 600 Haushalte, Betriebe, Schulen und Gemeindegebäude im Ort. Die Betriebstemperatur der Solaranlage liegt zwischen 60°C und 95°C und speist bei Netztemperaturen von 96°C/49°C im Winter und 85°/54°C im Sommer übers Jahr 280 MWh Solarwärme ein. Als Puffer dient ein Speicher mit 94 Kubikmeter, der 3.300 kWh Speicherkapazität aufweist. Eine Besonderheit bei diesem 2010 errichteten Heizwerks ist die Finanzierung der Solaranlage. Drei Viertel der Anlage wurden über eine Bürgerbeteiligung finanziert.
Besitzer von Privathäusern, die an der Fernwärme hängen, konnten Anteile von 6-10 m² an der Solaranlage erwerben, die Gemeinde bis zu 60 m². Die Rückzahlung erfolgt 15 Jahre lang über eine Energiegutschrift von 350 kWh/m² (je nach Anteil an der Anlage) auf der jährlichen Fernwärmerechnung.
Abbildung 3: Nahwärme Eugendorf mit Solaranlage auf der Hackschnitzelhalle (Quelle: Nahwärme Eugendorf)
In Friesach wird derzeit eine Solarwärmeanlage mit 3,5 MW (5.000 m²) errichtet, die im Contracting finanziert und betrieben wird. Erstmals wird bei der Anlagensteuerung eine neue Software eingesetzt, die Wetterdaten und die Netzsituation einbezieht und dem Betreiber des Heizwerks
20.
Solardesign wertet Heizwerk auf
Bei der Errichtung der 160 kW (226 m²) starken Solarwärmeanlage am Biomasseheizwerk Villach im Jahr 2015 stand man vor der Aufgabe, dass das Heizhaus von einem Architekten mit einer gewölbten Hülle überdacht wurde, die eine Solarnutzung auf den ersten Blick auszuschließen schien. Die Solarfirma erinnerte sich jedoch an die erste Großanlage am Dach der Skatinghalle des Liebenau Stadions in Graz, die fächerartig am geschwungenen Dach der Halle montiert worden war. In ähnlicher Weise wurden auch die Kollektoren in Villach angebracht, die im Jahr 100 MWh Wärme von 60 bis 100°C liefern. Die Netztemperaturen liegen Sommer wie Winter bei etwa 72°C/50°C, die Solaranlage produziert 487 kWh/m² Wärme vom Dach. Vom Netz werden ein Seniorenheim, Schule, Kindergarten, Kulturhaus, acht Einfamilienhäuser und 46 Wohnungen versorgt, als Zusatzheizung dienen zwei Biomassekessel mit 300 und 350 kW sowie ein Ölkessel für die Spitzenlast.
Abbildung 4: Solaranlage am geschwungenen Dach des Biomasseheizwerks Villach (Quelle:
GREENoneTEC)
Solare Nahwärme ist für Heizwerkbetreiber eine interessante Alternative, die den Teillastbetrieb des Heizkessels im Sommer zu reduzieren hilft, wo Wirkungsgradverluste, Versottung des Kessels und ein hoher Hackschnitzelverbrauch zu Problemen führen können. Die Unterstützung der Wärmeversorgung vor allem im Sommerhalbjahr durch eine solare Großanlage ist durch hocheffiziente Kollektoren und reichliche Betriebserfahrung heute zu einer Option geworden, die in den letzten Jahren von einer zunehmenden Zahl von Nah- und Fernwärmebetreibern ergriffen wird.