Heizen mit Solarstrom

Die Karl Dungs GmbH & Co. im schwäbischen Urbach ist Systempartner für Gas-Sicherheits- und Regelungstechnik. Gemeinsam mit ihren Kunden entwickelt und fertigt sie Lösungen für die Heiz- und Prozesswärme-Industrie sowie für die Kraft-Wärme-Kopplung. Um für das Gelingen der Energiewende beizutragen, ließ sich das Unternehmen nun eine besondere Innovation einfallen: ein Solarheizkraftwerk (SHKW), das überschüssige Sonnenenergie in Warmwasser umwandelt.

„Die Energiewende ruht auf drei Säulen: Energieerzeugung, Energiespeicherung und Energieverbrauch. Dieses System muss sich in Einklang befinden“, erklärt Rudolf Haug, Leiter Vorausentwicklung und Strategisches Marketing bei Dungs. Statt auf eine naheliegende Batterie-Lösung setzt Dungs auf Wärmespeicher.

Das SHKW ist in zwei Varianten erhältlich: In der einfacheren Variante wird lediglich ein Heizstab in einen Wassertank eingeführt. Dies setzt jedoch eine entsprechende, vorhandene Vorrichtung voraus, die in vielen bestehenden Systemen fehlt. Daher hat Dungs ein zweites System entwickelt: Die Variante mit einem Boiler soll zu jeder herkömmlichen Heizung kompatibel sein. Das System biete den Vorteil, dass sich im Speicher das warme Wasser nach oben hin schichtet. Dadurch stehe auch an sonnenarmen Tagen bei wenig erzeugter Energie sofort heißes Wasser zur Verfügung.

„Die Boilervariante ist grundsätzlich die bessere und sinnvollere Lösung“, erklärt Walter Grotkasten, Ingenieur des Geschäftsbereichs Brenner der Firma Karl Dungs. Welche Variante in der speziellen Anwendung zum Einsatz kommt, bestimmt jedoch der Endkunde selbst. „Wenn der Wassertank beispielsweise nicht mit Heizstäben ausgerüstet werden kann, ist nur die Boilervariante möglich“, so Grotkasten. Energietechnisch gesehen sollen beide Varianten aber vergleichbare Werte liefern.

Stolz ist man bei Dungs darauf, dass man bei jeder Anlage die Energieflüsse via Internet dargestellt werden können. Es werden die Temperaturverläufe oben und unten im Kessel, den Photovoltaik-Strom, den Hausverbrauch sowie die Menge des Stroms, der ins öffentliche Netz einfließt, anschaulich dargestellt. „Mit dem System lebt man gewissermaßen mit“, erklärt Grotkasten. Über die Ansicht ist sofort erkennbar, ob und wann Energie zur Verfügung steht oder nicht. „Alleine diese Grafik bietet den Vorteil, dass ich als Anwender weiß, welche Grundlast ich habe und warum diese so groß ist, wie sie ist.“

Die Idee zum Power-to-Heat-Projekt ist noch relativ jung: „Ein ehemaliger Studienkollege von Firmeninhaber Karl Dungs trat vor rund drei Jahren an das Unternehmen heran“, erzählt Grotkasten. „Seine Idee war, dass man den Photovoltaik-Strom nicht wie bisher ins Netz der Elektrizitätsversorger einspeist. Denn die Zuschüsse wurden im Laufe der Zeit immer geringer: Heute liegen sie bei etwa 13 Cent, der Strombezug bei rund 27 Cent.“ Es lohne sich letztendlich also nicht mehr, den Strom einzuspeisen. Daher laute das Prinzip: „Zunächst decke ich mit dem selbsterzeugten Strom meinen Eigenbedarf; was übrig bleibt, wird so weit wie möglich in Wärme umgesetzt.“ So müsse nur noch ein geringer Rest ins Netz der Elektrizitätsversorgungsunternehmen (EVU) eingespeist werden.

Zunächst stand die Überlegung, welche Teile der nötigen Infrastruktur bereits vorhanden sind. Es wurden umfangreiche Versuche durchgeführt. Heute werden damit die Duschräume versorgt. Die SHKW-Komponenten können als Plug-and-play-Lösung installiert werden: „Der Monteur musste lediglich zwei Geräte anschrauben, die Zu- und Ableitungen zu dem Gerät installieren und eventuell noch zwei oder drei Sensoren anbringen – fertig“, erklärt Grotkasten. Die Steuereinheit des Systems hat Dungs selbst entwickelt. Die Power Unit für die Stromansteuerung stammt von einer Partnerfirma. Als zusätzliche „Herausforderung“ stellte man sich die Aufgabe, auf Komponenten wie Boiler und Heizstäbe zurückzugreifen, die bereits auf dem Markt erhältlich sind.

Die Amortisationszeit des SHKW-Systems liegt nach Angaben von Dungs bei rund zehn Jahren – Photovoltaik-Anlage inklusive. Zudem profitieren Anwender von steuerlichen Vorteilen. Für die Vermarktung des SHKW suchte sich Dungs Vertriebspartner. Die Wahl fiel auf die Firma Solarinvert. Grundsätzlich sei man aber offen für weitere Partner.

Mit dem Technologie- und Lösungsanbieter aus Freiberg am Neckar hatte Grotkasten schon länger in Kontakt gestanden. „Solarinvert hat bereits viele Solaranlagen im Markt aufgebaut und kennt daher den Bestand. Das ist wichtig für die Nachrüstung. Für Neuanlagen dagegen bieten wir Komplettsysteme an“, sagt Rudolf Haug. Solarinvert vermarktet das System deutschlandweit unter dem Markennamen „Stromhamster“. Das Angebot besteht – je nach Variante – aus einem Boiler beziehungsweise einer Heizstabvariante sowie einer Power Unit. Zudem hat Dungs begonnen, das SHKW auch international zu vertreiben.

Im Drei-Säulen-System der Energiewende stellt Dungs die (steuer- und regelbare) Speichertechnologie zur Verfügung. Bereits mit 1000 bis 2000 SHKW-Anlagen sei ein Smart Grid möglich. Man stehe daher auch mit dem Hamburger Energieversorgungsunternehmen „Lichtblick“ (siehe Industrieanzeiger 14/2014) in Kontakt, so Haug. „Im Cluster können wir eine Menge bewegen“, ist er überzeugt. (ah) •

Bei der Problemlösung des Projekts „Power to Heat“ gingen die schwäbischen Tüftler unkonventionell, umsetzungsorientiert und marktkonform vor und überzeugten durch tolle Ergebnisse. Die Lösung und der Nutzen standen dabei im Vordergrund. Firmeninhaber Karl Dungs scheute sich auch nicht davor, dieser Idee in einer anderen Firma mit einer dazu passenden Marketingstrategie uneigennützig eine Chance zu geben. Mit der zweiten Stufe von PRO i SIGN muss nun die vernetzte Lösungskompetenz und die Markteinführung zu wirtschaftlichem Erfolg führen, um schließlich die dritte und obere Stufe der PRO i SIGN-Auszeichnung zu erhalten. Diese Projektidee ist mit so viel Engagement, Herzblut und Umsetzungswillen angegangen worden, dass wir, das PRO i SIGN-Board, begeistert und von der Übergabe der Krone überzeugt sind.