Masterarbeit von M.Sc. Kevin Depner
Erstbetreuer: Prof. Dr. Peter Stenzel, HS Köln
Zweitbetreuer: Dipl.-Ing. Holger Wolpensinger, greenUP Bonn
Ziel der Arbeit ist es, ein Energiekonzept zu entwickeln, mit dem das Laborgebäude ganzjährig möglichst autark und klimaneutral mit erneuerbaren Energien versorgt werden kann. Für ähnliche Gewerbebauten und auf Quartiersebene gibt es hierzu bereits in Betrieb befindliche Projekte. Allerdings handelt es sich dabei bisher um Neubauten. Ziel dieser Arbeit ist es, die Möglichkeit einer klimaneutralen Energieversorgung für ein einzelnes energieautarkes Analytiklabor in einem ca. 100 Jahre alten Bestandsgebäude ingenieurtechnisch zu simulieren und Empfehlungen für die Umsetzung zu geben.
Gebäudedaten: BGF: 2.126 m²; Grundfläche: 1.463 m²; Bruttovolumen: 5.910 m³
Dabei ist sicherzustellen, dass ganzjährig konstante Laborbedingungen herrschen. Dazu wurden in Frage kommende Energiekonzepte miteinander verglichen. Das Referenzkonzept ist eine Variante mit Wasserstoffbereitstellung und -speicherung. Der Energieträger Wasserstoff kann in Strom und Wärme umgewandelt werden. Er bietet sich als nahezu verlustfreier, speicherbarer Energieträger an.
Folgende Arbeitspakete sind bearbeitet worden:
– Detaillierte Analyse der bestehenden Energieströme,
– Identifizierung von Einsparpotenzialen und Optimierung der bestehenden Energieversorgung
– Modulare Umstellung auf erneuerbare Energieträger
– Entwurf und Simulation von Energieversorgungssystemen mit der Software nPro, PV*SOL und Hottgenroth
sowie
– Bewertung der technischen und wirtschaftlichen Machbarkeit der verschiedenen Varianten.
Die Ergebnisse der Arbeit helfen, die bestehenden Energieversorgungssysteme besser zu verstehen, die Energieeffizienz des Labors zu verbessern und die Energieversorgung ggf. in mehreren Bauabschnitten zu 100% auf emissionsfreie bzw. erneuerbare Energiequellen umzustellen. Damit ist eine wichtiger Schritt und die Grundlagen für eine Umsetzung erfolgt. Die Machbarkeit ist mit der Masterarbeit nachgewiesen worden. Dabei wurde auch die Wirtschaftlichkeit von Varianten erarbeitet.
Das Projekt wurde auch nach Abschluss der Masterarbeit von greenUP SOLAR weiter verfolgt. Die weitere Prüfung ergab allerdings, das der niedrige Industriestrompreis den Anreiz für Klimaschutzkonzepte eliminiert.