Im Forschungsprojekt Redox-Herne will das Fraunhofer Umsicht herausfinden, welches Energiekonzept für Wohngebäude das nachhaltigste ist. Im Herner Stadtteil Sodingen werden deshalb nach Angaben des Instituts ab 2018 sieben Einfamilienhäuser mit vergleichbaren Rahmenbedingungen gebaut. Den freistehenden Einfamilienhäusern ist jedoch eine Photovoltaik-Anlage auf dem Dach und eine Redox-Flow-Batterie gemein.
Unterschiede werden hingegen bei den Energiestandards (EnEV 40 und EnEV 55) und der Gebäudetechnik gemacht. Fraunhofer Umsicht analysiert an den Modellhäusern in Kooperation mit der Stadtwerke Herne AG und der Volterion GmbH die Verschaltungsmöglichkeiten zukunftsweisender Energietechnologien.
An den Photovoltaik-Anlagen testen die Forscher vom Fraunhofer Umsicht die Wirkungsgrade polykristalliner und monokristalliner Solarzellen testen. Des Weiteren kommen Wärmepumpensysteme zum Einsatz, beispielsweise mit Grabenkollektoren oder Wärmegewinnung unter den Photovoltaikmodulen. Letzteres soll auch für die Kühlung der Module sorgen und damit deren Wirkungsgrad steigern.
Die Raumwärme wird in den Gebäuden über unterschiedliche Wärmepumpensysteme erzeugt. Auch für die Trinkwarmwassererzeugung, die in Niedrigenergiehäusern zunehmend den Wärmeverbrauch dominiert, werden fortschrittliche Wärmepumpensysteme getestet.
Gruppenleiter Joachim Krassowski und sein Team vergleichen die unterschiedlich konfigurierten Häuser mit einem Referenzhaus, das mit einem Lithium-Ionen-Energiespeicher und Erdwärmepumpe ausgestattet ist: „Wir können auf diese Weise die optimalen Anlagenkonfigurationen für künftige Neu- oder Umbauprojekte aufzeigen und die Eignung der Systemlösungen im normalen saisonübergreifenden Betrieb demonstrieren“, so der Fraunhofer-Forscher.
Auch die künftigen Bewohner der Modellhäuser können über ihr Nutzerverhalten zur Maximierung des Eigenverbrauchs beitragen. Inwiefern hierdurch relevante Unterschiede entstehen können, analysiert Fraunhofer Umsicht anhand zweier komplett identisch ausgestatteter Gebäude, bei denen die Einflüsse auf den Autarkiegrad des Gebäudes ausschließlich vom Verhalten der Bewohner abhängig sind.
Das Projekt wird mit einer Zuwendung des Landes Nordrhein-Westfalen unter Einsatz von Mitteln aus dem Europäischen Fonds für regionale Entwicklung (EFRE) 2014-2020 „Investitionen in Wachstum und Beschäftigung“ gefördert. Projektträger sind die LeitmarktAgentur.NRW und der Projektträger Jülich (PtJ).