Norderney ergänzt Wärmenetz mit Solarenergie

Auf der Nordseeinsel Norderney liegt zwischen Hafen und Ortsmitte seit 2002 das Nahwärmenetz Gorch-Fock-Weg, welches 23 Reihenhäuser und ein Mehrfamilienhaus versorgt. Die Wärmeversorgung erfolgt hier zentral über eine im Bauhof der Wirtschaftsbetriebe errichtete Heizzentrale.

Nun wagte die Insel einen spannenden Versuch: Das Wärmenetz wird mittels Solarthermie ergänzt – trotz des rauen Nordseeklimas. Die erbaute Solaranlage mit einer Kollektorfläche von 194,9 m² und zwei Pufferspeichern wurde 2007 in den Rücklauf des bestehenden Wärmenetzes eingebunden. Ein einfaches Anlagenkonzept sowie eine klare Regelstrategie verhinderten etwaige Fehlerquellen von Beginn an. Auf diese Weise wird eine hohe Betriebssicherheit erreicht.

Mit mehr als 120 Sonnenstunden liegt Norderney über dem deutschen Durchschnitt – allerdings muss eine Solaranlage auf der Insel für Wind und korrosive Seeluft bestens gerüstet sein. Für eine kompakte Beschaffenheit setzte man daher auf Edelstahl und verzinkte Stahlaufständerungen.

Berechnung des Wärmebedarfs

Bei der Planung der Solaranlage schätzte man die Personenzahl bei der Belegung der Reihenhäuser auf je 4 Personen, bei den Wohnungen im Mehrfamilienhaus auf etwa 2,3 Personen. Rechnerisch ergaben sich somit insgesamt 124 Personen. Den Warmwasserverbrauch vermutete der Planer mit 28 l/Person bei 60 °C. Dadurch zeigte sich ein Gesamtbedarf von 3,5 m³/d bei 60 °C.

Jedes Reihenhaus verfügt über einen Warmwasserspeicher mit 120 l Fassungsvermögen, im Mehrfamilienhaus steht ein Speicher mit 400 l Inhalt. Die zu beheizende Nutzfläche beträgt ungefähr 2.960 m², der Heizbedarf liegt bei rund 100 kWh/(m²*a). Weiterhin wurden in der Heizzentrale zwei Gaskessel mit einer Leistung von je 300 kW aufgestellt. Und mittlerweile gehören auch die Solaranlage sowie der Pufferspeicher mit einem Speichervolumen von 2 x 5.000 l dazu.

So gelangt die Solarenergie in den Speicher

Die Neigung der Kollektoren werden mit 30° bzw. 35° angegeben, die Ausrichtung beläuft sich auf +26°; SSW. Das Kollektorfeld führt die Solarenergie über eine Steigleitung, die an der Innenseite der Fahrzeughallenaußenwand montiert wurde, dem gelöteten Plattenwärmetauscher zwischen Kollektorkreis mit Wärmeträger und dem Speicherladekreis zu. Anschließend belädt der Speicherladekreis die beiden in Reihe geschalteten solaren Pufferspeicher.

Sobald die Temperatur im solaren Pufferspeicher 1 um eine einstellbare Temperaturdifferenz größer ist als die Rücklauftemperatur aus dem Wärmenetz, wird der Rücklauf aus dem Wärmenetz durch Umschalten eines Ventils durch die Solarpuffer befördert. Dieses Umschaltventil kann ebenfalls als Beimischventil zum Einsatz kommen, sodass die Temperatur in der Rücklaufleitung zum Gaskessel (nach Einspeisung der Solarenergie) auf nicht mehr als 75 °C klettert. Die beiden Gaskessel mit je 300 kW Leistung werden vom Rücklaufsammler gespeist und heben die Temperatur des Netzrücklaufes in Anlehnung an die Heizkurve wieder auf die gewünschte Vorlauftemperatur an.

Ein gelungenes Pilotprojekt

Die Kombination aus Solarsystem, Gaskesseln und Wärmenetz auf der Insel erweist sich als unkompliziert. Die Anlage dient als gelungenes Beispiel, wie durch eine simple Schaltung und eine übersichtliche Regelung ein stabiler Betrieb ermöglicht werden kann. Die Errichtung der solarthermischen Anlage auf Norderney ist Teil des Energieforschungsprogramms der Bundesregierung mit der Fördermaßnahme „Solarthermie2000plus“. Schwerpunkt ist eine langfristige Forschungsaktivität zur thermischen Nutzung von Sonnenenergie im Niedertemperaturbereich.

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