Kontrast Gebärdensprachvideo Leichte Sprache Informationen zur Schriftgröße

Windheizung 2.0: Gebäude als Wärmespeicher

Die "Windheizung 2.0" soll sich dem dynamischen Angebot im Stromnetz und damit der Energiezukunft anpassen: Bei "Stromüberschuss" und freien Leitungskapazitäten entnimmt sie Energie, speichert diese als Wärme im Gebäude und überbrückt damit Stromengpasszeiten.

Ein Energiesystem auf Basis erneuerbarer Energien führt zu einem zunehmend dynamischen Angebot von Strom – zum Beispiel wird durch Windenergie an stürmischen Tagen besonders viel Strom produziert. Es können sogar Überschüsse entstehen, wodurch negative Strompreise an der Börse auftreten. Im Sinn einer systemverträglichen Sektorkopplung kann mit "Power-to-Heat", also "Strom zu Wärme", überschüssiger Strom in Heizenergie umgewandelt werden.

Überschüssigen Strom als Heizwärme speichern

Bisherige Power-to-Heat Anwendungen (z. B. herkömmliche Elektrospeicherheizungen) lassen sich nicht ausreichend in das zukünftige Stromsystem mit teils hohen Überschüssen und längeren Engpasszeiten integrieren. Hier setzt das Projekt "Energieinfrastruktur der Zukunft: Energiespeicherung und Stromnetzregelung mit hocheffizienten Gebäuden – Windheizung 2.0" des Bayerischen Landesamts für Umwelt (LfU) an.
Bei der "Windheizung 2.0" handelt es sich um eine Strom-Heizung (Power-to-Heat), die sich dem dynamischen Angebot im Stromnetz anpassen soll. Das Heizsystem ist auf den Einsatz in hocheffizienten und sparsamen Gebäuden zugeschnitten, die die Wärme besonders lang halten können und bei denen Direktstromheizung zu rechtfertigen ist. Sein Prinzip ist denkbar einfach: Bei Stromüberschuss (z. B. bei Winterstürmen) entnimmt die Heizung dem Netz Strom, wandelt ihn in Wärme um und speichert diese in einem großen Wasserspeicher, in einem (noch zu entwickelnden) Hochtemperatur-Steinspeicher oder mittels Bauteilaktivierung in den Gebäudedecken und -wänden. Ist hingegen das Angebot an Strom aus erneuerbaren Energien oder die Leitungskapazität knapp, verzichtet sie auf eine Entnahme.

Gebäude der Zukunft als "funktionale Speicher"

So könnten Gebäude in Zukunft durch zeitliche Entkoppelung des Strombezugs von der Wärmenutzung (anvisierter Zeitraum: 7-10 Tage) als "funktionaler Stromspeicher" wirken. Welche rechtlichen und technischen Voraussetzungen dafür notwendig sind (z. B. intelligente Regel- und Steuerungstechnik) und welche Optimierungen es noch für eine Breiteneinführung dieser Zukunftstechnologie bedarf, sind wichtige Fragestellungen des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Verbundforschungsvorhabens. Ein großer Teil der Erkenntnisse wird sich auch auf andere wichtige Bereiche der Sektorkopplung, wie die Elektromobilität, übertragen lassen.

Links und Downloads

Bayerisches Staatsministerium für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie (StMWi) und Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU):
Zusammenfassung des Projekts "Windheizung 2.0" (2019)
Fachposter "Windheizung 2.0" (2016)
Fachposter "Windheizung 2.0" (2018)
Fraunhofer-Institut für Bauphysik (IBP):
"Windheizung 2.0 – Energiespeicherung und Stromnetzregelung mit hocheffizienten Gebäuden"
Hochschule Düsseldorf – Zentrum für Innovative Energiesysteme (ZIES):
"Windheizung 2.0": Entwicklung von Steuerungssignalen zur systemdienlichen und ökologischen Stromabnahme – Endbericht der Projektphase 2016/17
Bundeministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi):
Übersichtsseite zu "Power to Heat"
Internetseite "Was sind negative Strompreise?"
Projektlandkarte "Energiewendebauen"