INNASOL
Einbindung eines innovativen Asphaltsolarkollektors in die Energiegebäudetechnik

Ein Projekt zur Energiegewinnung durch Asphalt-Solarkollektoren für den Gebäudebetrieb

Das Forschungsprojekt INNASOL (Förderkennzeichen: 519/02/00.004-(0001)) widmet sich der innovativen Nutzung von Asphaltflächen zur Energiegewinnung und nachhaltigen Gebäudeversorgung. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung und Erprobung eines neuartigen Asphalt-Prototyps mit integrierter Wärmeübertragungsfunktion. Eine poröse, wasserdurchlässige Zwischenschicht dient dabei als Leitung für ein Wärmeträgermedium. Diese ermöglicht es, im Sommer Wärme aus dem Straßenbelag abzuführen, um Überhitzung zu vermeiden, und im Winter ein Einfrieren zu verhindern. Durch das aktive Temperaturmanagement soll die Lebensdauer des Asphalts verlängert und die Notwendigkeit kostenintensiver Winterwartungen reduziert werden. Die gewonnene Wärme wird zudem genutzt, um eine energetische Verbindung zwischen dem Asphaltkollektor und angrenzenden Gebäuden herzustellen. Dadurch entsteht ein innovatives System zur nachhaltigen Energieversorgung. Um die optimale Kombination aus Systemkomponenten und Betriebsstrategien zu ermitteln, werden zunächst umfangreiche Simulationsstudien durchgeführt, deren Ergebnisse anschließend in die Praxis umgesetzt werden. Nach der Installation des Systems erfolgt ein Langzeitmonitoring, um die tatsächliche Leistung des integrierten Kollektor-Gebäude-Energiesystems zu bewerten. Die dabei erhobenen Messdaten dienen sowohl der Validierung der Simulationsmodelle als auch der kontinuierlichen Optimierung des Systems. Die Forschungsergebnisse schaffen eine zukunftsweisende Grundlage für die Nutzung von Straßen als Solarkollektoren und fördern die Entwicklung dezentraler Energiesysteme auf Basis erneuerbarer Energien. Damit leistet INNASOL einen wertvollen Beitrag zur Energiewende und zur Gestaltung nachhaltiger Infrastrukturen.

Ziele und Ansätze

Um das globale Klimaproblem anzugehen, hat die deutsche Bundesregierung energiepolitische Ziele für das Jahr 2050 festgelegt. Um diese zu erreichen, ist es notwendig, den Anteil erneuerbarer Energien am Gesamtenergieverbrauch zu erhöhen. Durch die effektive Integration von Asphaltkollektoren, Wärmepumpen und thermischen Speichersystemen in das Gebäudeenergiesystem kann Solarthermie effizient genutzt und der Primärenergieverbrauch gesenkt werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Wärmeleitungssystemen zielt INNASOL darauf ab, ein poröses Medium in der Zwischenschicht des innovativen Asphaltkollektors zu verwenden. Dies soll komplexe Rohrleitungssysteme vermeiden und Bau- sowie Wartungskosten reduzieren. Zudem vergrößert dieses Konzept die Kontaktfläche zwischen dem Wärmeträgermedium und dem Asphaltkollektor im Vergleich zu Rohrsystemen, was die Effizienz deutlich steigern kann. Diese Konfiguration ist außerdem vorteilhaft für das Recycling und die Wiederverwendung von Asphalt und bietet somit ein umweltfreundlicheres Design. In Zusammenarbeit mit Wilhelm Schütz GmbH und Ingenieurbüro Horn wird dieser innovative Asphaltkollektor im Parkplatzbereich des Unternehmens errichtet, um Solarenergie zu sammeln und das Bürogebäude des Unternehmens zu versorgen.

Aufgaben des ISM+D

Als Forschungsinstitut mit Erfahrung aus Projekten im Bereich von Quartiersenergiesystemen und thermisch aktivierten Gebäudesystemen ist das ISM+D hauptsächlich mit der Integration des Asphaltkollektors in das Gebäudeenergiesystem (einschließlich Simulation, Messung und Überwachung) betraut. Außerdem begleitet und koordiniert es die unten aufgeführten Maßnahmen. Der Schwerpunkt liegt auf der Planung, dem Betrieb, der Überwachung und der Optimierung der Energiesysteme im Gebäude.

Maßnahmen

  • Konzeptionelle Planung der Integration des Asphalt-Solarkollektors in das Gebäude
  • Entwicklung eines Simulationsmodells
  • Detailplanung der Baumaßnahmen
  • Simulative Bestimmung der Material- und Betriebsparameter des Asphaltkollektors sowie Bau des Kollektors
  • Umsetzung der Verknüpfung zwischen dem Asphaltkollektor und dem Bürogebäude
  • Inbetriebnahme und Überwachung
  • Aufnahme und Auswertung der Messdaten

Downloads