Clevere Kombination im Heizungscontainer

Die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe ist mittlerweile ein gängiges Energiesystem, sorgt sie doch effizient und kostensparend für Wärme und Strom. Gleichwohl gibt es jedoch den Einwand, dass Wärmepumpen genau dann, wenn wenig Solarstrom erzeugt wird, den meisten Strom benötigen – nämlich im Winter. Der Strom kommt dann aus dem öffentlichen Stromnetz, wo gerade in den kalten Monaten noch viel konventionell erzeugter Strom fließt. Dieser Problematik war sich Matthias Petzl, technischer Geschäftsführer bei A.B.S. Silo- und Förderanlagen, bewusst, als er sich Gedanken über eine neue Heizungsanlage machte. Viele Jahre hatte er gute Erfahrung mit einer Pelletheizung gemacht, aber auch die Kombination von Photovoltaik und Wärmepumpe war interessant, zumal er damit auch elektrische Energie für den Betrieb erzeugen könnte. Die Lösung war eine Hybridheizung der AF Wärme GmbH mit allen drei Technologien. Die Wärmeerzeuger, Pufferspeicher und Pelletsilos befinden sich in zwei Containern, die direkt neben der Werkshalle stehen. Darüber hinaus kann A.B.S. über die Hälfte des Strombedarfs mit einer neuen Photovoltaikanlage mit knapp 100 kW Leistung solar decken.

Spätestens, wenn die Heizung immer reparaturanfälliger wird, machen Gewerbetreibende sich Gedanken über ein neues Heizsystem, das krisensicher und bezahlbar für Wärme sorgt. So war es auch bei A.B.S. Silos in Osterburken im Neckar-Odenwald-Kreis. Die alte Pelletheizung mit 75 kW Leistung verbrauchte übermäßig viele Holzpresslinge und hatte immer häufiger Störungen. „Wir haben sie 2006 installieren lassen, als wir unseren Neubau errichtet haben“, erzählt Petzl. „Die modulierende Pelletheizung wurde ohne einen Pufferspeicher betrieben, was in der Leistungsklasse und bei hohem Wärmebedarf irgendwann nicht mehr optimal funktionierte.“ Also wurde es Zeit für eine neue Heizung.

Suche nach Energiesparpotenzialen

Dazu kamen die stark steigenden Strompreise, die durch die Industrienähmaschinen einen bedeutenden Kostenfaktor im Betrieb ausmachen. 2020 verbrauchte das Unternehmen mit 40 Beschäftigten in drei Produktionshallen und den Büros rund 44.000 kWh Strom, wobei auch das Warmwasser elektrisch erzeugt wird. Aus diesen Gründen begann Matthias Petzl zusammen mit Heike Stang, der kaufmännischen Geschäftsführerin von A.B.S., nach einer zeitgemäßen Lösung für die Wärme- und Stromversorgung zu suchen.

Zum Hintergrund: Die A.B.S. Silo- und Förderanlagen GmbH entwickelt, baut und vertreibt seit 1984 flexible Silos und Behälter für alle Arten von Schüttgütern. Landwirtschaftliche Betriebe lagern in den maßgefertigten Silos aus atmungsaktivem, staubdichtem und hochfestem Polyestergewebe Futtermittel und Getreide. Industriebetriebe zum Beispiel aus der Kunststoff-, Pharma- und Lebensmittelbranche setzen sie ein. Und auch Pellets für Heizungsanlagen werden in den Gewebesilos gelagert. In der Pellet-Sparte arbeitet A.B.S. Silos schon länger mit AF Wärme zusammen, so entstand die Idee der Dreier-Kombination.

Saisonale Ergänzung

Das Unternehmen AF Wärme mit Sitz in ­Öhringen hat sich auf die Planung und Montage von Hybridsystemen mit Wärmepumpen, Pelletheizungen und Photovoltaikanlagen spezialisiert. Wie es zu dieser Konstellation kam, erklärt Geschäftsführer Alexander Beck so: „Die einfachste, nachhaltigste und günstigste Variante, um Wärme zu erzeugen, sind Wärmepumpen, die mit Solarstrom angetrieben werden. Hier sind wir maximal unabhängig. Leider produzieren die Solarmodule in Deutschland im tiefsten Winter nie den Strom, der für den Betrieb einer Wärmepumpe dann nötig ist.“ In dieser Jahreszeit müsse der Strom deshalb aus dem Netz bezogen werden. Zudem verschlechtere sich der Wirkungsgrad einer Wärmepumpe mit zunehmendem Abfallen der Außentemperaturen und steigenden Vorlauftemperaturen. „Hier würden dann die gesamten Vorteile im Sommer und in der Übergangszeit wieder zunichte gemacht“, fährt Beck fort. Deshalb hätten sie nach einer Spitzenlast-Alternative gesucht. „Es war schnell klar, dass dies nur mit Biomasse in Form von Pellets sein kann. Auch hier werden die Negativeigenschaften einer Pelletheizung ausgeglichen - und zwar durch die Wärmepumpe.“ Dabei denkt Beck beispielsweise an die zahlreichen Zündvorgänge im Sommer, wenn ein Pelletkessel nur das warme Wasser erwärmen muss. Zudem bieten die Hybridheizungen günstige Betriebskosten. Denn auch bei regenerativen Energieerzeugungsanlagen müssten die Betreiber künftig mit sehr variablen Strompreisen rechnen, erklärt Beck. „Es wird Zeiten geben, in denen der Strompreis extrem hoch sein wird, z.B. wenn es gerade wenig Windstrom oder wenig Solarstrom gibt. In dieser Zeit kann dann mit Pellets geheizt werden.“

Praktische Containerlösung

All diese Gründe überzeugten Heike Stang und Matthias Petzl, zudem konnten sie mit der Hybridheizung auch weiterhin Pellets und die eigenen Silos für die Lagerung der Holzpresslinge nutzen. AF Wärme entwickelte das Energiekonzept und riet zu zwei Luftwärmepumpen mit jeweils 11 kW Leistung und zwei Pelletkesseln mit jeweils 45 kW Leistung, die jeweils mit einem 5,5 t Pellets fassenden Trogsilo kombiniert wurden. Wo aber sollten die Anlagen in dem Fabrikgebäude, wo jeder Quadratmeter benötigt wurde, aufgestellt werden?

Auch hierfür hat AF Wärme eine Lösung, denn Beck ist bewusst: „Es ist im Gewerbe nahezu nie möglich, eine Pelletheizung im Gebäude zu platzieren und zu montieren, da Gewerbebauten häufig über kleine Heizräume verfügen mit beispielsweise einem Gaskessel.“ Meist sei für die Pelletheizung und die benötigte Lagerkapazität für Pellets nicht genügend Platz. Deshalb bietet AF Wärme eine modulare Bauweise an und hat eigens dafür eine Containerlösung entwickelt. „Wir benötigen lediglich einen Stellplatz für unseren Container und müssen keine baulichen Eingriffe oder Veränderungen vornehmen“, sagt Beck. So werde im Gebäude auch keine Fläche beansprucht. Und so wurden in Osterburken direkt am Firmengebäude zwei Container übereinander aufgestellt. Im unteren Container befinden sich die die Wärmepumpen, die Pelletkessel und die Pufferspeicher mit jeweils 1.500 l Fassungsvermögen, im oberen die Pelletsilos mit einer Zuführung zum Zwischenbehälter. Von hier aus werden die Pelletkessel mit Brennmaterial versorgt.

Die günstigste Wärmequelle ist stets im Einsatz

Die ausgeklügelte Steuerung sorgt für ein optimales Zusammenspiel. Bei hohem Wärmebedarf laufen beide Pelletkessel. Wird gerade viel Solarstrom produziert, läuft nur ein Kessel zusammen mit der Wärmepumpe. „Wenn es keinen Photovoltaikstrom gibt, ist es günstiger, mit der Pelletheizung zu heizen, als Strom aus dem Netz zu beziehen“, erklärt Petzl. Er geht davon aus, dass er seinen Pelletbedarf von 33 t/a mit der alten Anlage auf etwa 12 t mit der neuen Anlage reduzieren kann. Um die Wärme in das Gebäude zu bringen, waren nur wenige Meter zusätzliche Leitungen nötig.

Die Photovoltaikanlage mit 99 kWp Leistung wurde ebenfalls 2022 auf dem Firmengebäude installiert. Den Solarstrom nutzt A.B.S. Silos auch für ihre Elektroautos. AF Wärme hat errechnet, dass das Unternehmen übers Jahr gesehen rund 70 % des Solarstroms selber verbrauchen kann. Auch das kommt Heike Stang und Matthias Petzl bei den aktuell explodierenden Energiepreisen sehr entgegen.