Das „Rathaus im Stühlinger“ der Stadt Freiburg war 2017 nach dreijähriger Bauzeit fertiggestellt worden. Nach Erkenntnissen des Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE ist das Verwaltungsgebäude mit einer Nettogrundfläche von 22.650 Quadratmetern das europaweit größte öffentliche Netto-Nullenergiegebäude. Es soll in der Jahresprimärenergiebilanz genauso viel Energie zur Verfügung stellen, wie es selbst benötigt. Im ersten vollen Betriebsjahr 2018 wurde das Energieziel fast erreicht, teilte das Institut mit.

In einem Forschungsprojekt unterstützt das Fraunhofer ISE das Monitoring des Verwaltungsgebäudes. Es biete Platz für 840 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter. Für die Energiegewinnung am Gebäude werde die gesamte Gebäudehülle genutzt: Photovoltaik (PV) ist in die Fassade integriert, auf dem Dach befinden sich zusätzlich PV-Module und Hybridkollektoren (photovoltaisch-thermische Kollektoren – PVT) zur gleichzeitigen Bereitstellung von elektrischem Strom und Wärme (unter anderem für die Kantine).

Die Heizung basiere auf zwei Grundwasser-Wärmepumpen, gekühlt werde über einen Grundwasser-Wärmetauscher. Heizung und Kühlung erfolgten energieeffizient über Flächensysteme, Lüftungsanlagen mit Wärmerückgewinnung bilden das Belüftungskonzept.

„Für Gebäude dieser Größenordnung ist eine ausgeglichene – oder positive – Jahresenergiebilanz eine Herausforderung, da ein Gebäude je größer desto kompakter ist. Daher sinkt relativ zur Nutzfläche die zur lokalen Energiegewinnung über Photovoltaik verfügbare Hüllfläche. Das Rathaus im Stühlinger zeigt, dass dies trotzdem gelingen kann“, sagt Peter Engelmann, der das Projekt am Fraunhofer ISE leitet.

In dem vierjährigen Forschungsprojekt „Rathaus Freiburg – Netzdienliches Netto-Nullenergie Bürogebäude“, das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) gefördert wurde, hat das Fraunhofer ISE zusammen mit den Projektpartnern badenova, DS-Plan GmbH und Stadt Freiburg Werkzeuge zur Planung und Erfolgskontrolle des Plusenergiegebäudes eingesetzt und weiterentwickelt. Während der Betriebsführung werden die dynamischen Lastprofile von Bedarf und Erzeugung optimiert.

Vor dem Hintergrund steigender fluktuierender Stromeinspeisung erarbeiten die Partner auch Konzepte für einen netzdienlichen Betrieb. Gebäude mit eigener Stromerzeugung speisen als „dezentrale Kraftwerke“ überschüssigen Strom ein, können ihren Strombezug zur Wärme- und Kältebereitstellung aber auch an die Bedürfnisse der Netze anpassen und damit in Zukunft aktiv eine netzdienliche Rolle spielen.

In verschiedenen Forschungsprojekten untersuchen und entwickeln Fraunhofer ISE und badenova Betriebs- und Regelstrategien, die neben Anforderungen aus der Bedarfsdeckung im Gebäude (maximale Effizienz, Komfort) sowohl die Herausforderungen eines auf erneuerbaren Energien basierenden Energiesystems beinhalten (maximale Flexibilität) als auch die Stabilität und Qualität der Versorgungsnetze berücksichtigen.

Führungsgrößen für diese Flexibilität können ökologischer Art sein (aktuelle Zusammensetzung der Stromerzeugung), ökonomische Anreize (dynamische Preise) oder die Vermeidung von Netz-Engpässen.

27.11.2019 | Quelle: Fraunhofer ISE | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH