Der breite, effiziente Einsatz von erneuerbaren Energien im Gebäudebereich erfordert technologieübergreifende Ansätze und intelligente, optimierte Gesamtsysteme. ExpertInnen des österreichischen Unternehmens Heliotherm Wärmepumpentechnik Ges.m.b.H. untersuchen in Kooperation mit Forschungspartnern aktuell die Kombination von Wärmepumpen und gebäudeintegrierter Photovoltaik bzw. Solarthermie sowie deren intelligente, vorausschauende (prädiktive) Vernetzung im Smart Grid.
Die Interaktionsmöglichkeiten von Wärmepumpen und PV zum Lastausgleich und die optimierte Einspeisung ins bzw. der Bezug aus dem Stromnetz werden dabei analysiert und entsprechende Konzepte entwickelt. Diese basieren auf einer ausgeklügelten Kombination und Interaktion der thermischen Speichermassen der Gebäude, der Brauchwasserspeicher und eines nutzeroptimierten Energiemanagementsystems auf Basis einer vorausschauenden Regelung. Dabei werden verschiedene Referenzgebäude, Anlagen und Regelungssysteme und ihre Interaktionen in Simulationstools (z. B. TRNSYS, Matlab) umfassend und miteinander gekoppelt abgebildet. Ein physikalisches Modell einer Wärmepumpe mit fortschrittlichen thermodynamischen Kreisläufen (Enthitzerschaltung, Dampfeinspritzung) sowie der prädiktive Regler-Algorithmus werden dazu entwickelt. Der Aufbau und die Optimierung der Regler erfolgen unter Berücksichtigung von NutzerInnenverhalten, Behaglichkeitskriterien, Energieverbrauch im Gebäude, Netzanforderungen und Wetterprognosen.
Auf Basis der Simulationen sollen verschiedene Konzepte der Speichernutzung und der direkten PV-Kopplung der Wärmepumpe zum Lastausgleich und zur Kostenminimierung für die Referenzgebäude optimiert werden. Durch ein Funktionsmuster werden die direkte Kopplung von Photovoltaik und Wärmepumpe sowie die entwickelten Regelungskonzepte getestet.