Wärmeeinspeisung von Prosumern in Wärmenetzen in nPro
Unter einem Prosumer versteht man Gebäude, die sowohl Energie verbrauchen als auch produzieren und einspeisen. Dieser Artikel erläutert, wie Prosumer-Gebäude bei der Wärmenetzberechnung in nPro berücksichtigt werden können.
Was sind Prosumer?
Der Begriff Prosumer beschreibt Gebäude, die nicht nur Energie konsumieren, sondern auch produzieren. Im Bereich der Energieversorgung umfasst dies sowohl Strom als auch Wärme. Im Stromsektor bezeichnet der Begriff typischerweise Gebäude mit Photovoltaikanlagen. Diese Gebäude können bei geringer Sonneneinstrahlung Strom aus dem Netz beziehen und bei einem Überschuss Strom ins Netz einspeisen. Im Wärmekontext hingegen handelt es sich um Gebäude, die sowohl Wärme- als auch Kältebedarfe aufweisen und diese über ein Wärmenetz decken. Wird mehr Kälte als Wärme benötigt, kann überschüssige Wärme ins Netz eingespeist werden. Typische Beispiele hierfür sind Gebäude mit hohem Prozesskältebedarf, wie Rechenzentren oder Supermärkte, sowie Gebäude, die an ein kaltes Nahwärmenetz angeschlossen sind und passive Kühlung nutzen. Diese Eigenschaft macht Prosumer zu zentralen Akteuren in flexiblen und effizienten Energiesystemen.
Auf welche Arten kann ein Prosumer Wärme einspeisen?
Grundsätzlich gibt es mehrere Arten, wie die Prosumer-Gebäude Wärme in ein Wärmenetz einspeisen können. Es gibt zwei Wesentliche, die in der Praxis häufiger Anwendung finden: die Einspeisung aus dem Rücklauf in den Vorlauf und die Einspeisung aus dem Vorlauf in den Rücklauf.
Vom Rücklauf in den Vorlauf
Das Wärmeträgermedium wird aus dem Rücklauf entnommen und über einen Wärmeübertrager im Prosumer erwärmt. Daraufhin wird es wieder in den Vorlauf eingespeist. Dies hat den Vorteil, dass die Rücklauftemperatur konstant gehalten wird. Außerdem kann die primäre Energiequelle progressiv abgeschaltet werden und die Prosumer übernehmen so Stück für Stück dezentral die Wärmeversorgung. Allerdings muss die Prosumer-Pumpe in der Lage sein, den Druckunterschied zwischen Vor- und Rücklauf zu überwinden. Je näher die Pumpe an der Energiezentrale liegt, desto höher ist auch der aufzubringende Druckunterschied. Zusätzlich muss die Einspeisetemperatur des Prosumers über der des Vorlaufs liegen, weshalb auch eine zusätzliche Booster-Wärmepumpe notwendig sein kann. Somit spielt die Einspeisung aus dem Rücklauf in den Vorlauf vor allem in konventionellen Wärmenetzen eine Rolle, um die Vorlauftemperatur dezentral wieder anzuheben.
Vom Vorlauf in den Rücklauf
Bei dieser Art der Einspeisung wird das Wärmeträgermedium aus dem Vorlauf entnommen und über einen Wärmeübertrager im Prosumer erwärmt. Anschließend wird es wieder in den Rücklauf eingespeist. Der Hauptvorteil liegt darin, dass keine Überwindung der Druckdifferenz notwendig ist und dass es zu keiner Veränderung der Flussrichtung des Wärmeträgermediums kommt. Dadurch können die Prosumer jedoch auch nicht die primäre Wärmequelle (Energiezentrale) ersetzen. Aus diesem Grund spielt die Einspeisung aus dem Vorlauf in den Rücklauf vor allem in kalten Nahwärmenetzen eine Rolle, bei denen eine Regeneration der Wärmequellen gewünscht ist.
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