Funktionalisierte Faserkunststoffbewehrung zur Wärmespeicherung in Betonbauteilen

Abstract Durch die Vorgaben des Erneuerbare‐Energien‐Gesetzes wird Strom aus Erneuerbaren Energien vorrangig in das elektrische Netz eingespeist. Zur Vermeidung von Überlastungen im Stromnetz muss diese Einspeisung temporär reduziert werden. Die elektrische Energie, die in diesen Zeiträumen technisch erzeugt werden kann, aber nicht wird, wird als Ausfallarbeit bezeichnet. Diese fällt zum größten Teil in der Heizperiode an und kann zur Beheizung von Gebäuden genutzt werden. Ein Ansatz für die effiziente Einbindung von Erneuerbaren Energien eröffnet die Nutzung der Gebäudetragstruktur zur Wärmespeicherung. Im Rahmen dieses Beitrags wird eine Lösung vorgestellt, mit der elektrische Energie in Wärme umgewandelt, in Betonbauteilen gespeichert und zur Beheizung von Gebäuden genutzt wird. Die Einspeicherung von Wärme erfolgt über eine neuartige, funktionalisierte Faserkunststoffbewehrung mit einem Heizdraht in Querschnittsmitte. Um das Ziel der Reduktion von Ausfallarbeit zu erreichen, wird ein Modell benötigt, welches abhängig von der Beladedauer und der ‐spannung die Temperatur im Bauteil vorhersagt. Das mithilfe von Messungen entwickelte Modell erlaubt dies für Beladedauern bis zu 12 h. Zudem werden die im Bauteil gespeicherte Wärme sowie die resultierende Heizleistung prognostiziert. Im untersuchten Beispiel werden Leistungen von bis zu 174 W/m² und Temperaturänderungsraten von rd. 1 K/h erreicht.