Wärmeenergie-Konzept für die Erweiterung von Tropical Islands

Nachhaltige Nahwärmeversorgung

Zu den Zielen des Koalitionsvertrags der neuen Bundesregierung zählt das Gelingen der Energiewende. Bei der Erweiterung seines Betriebs um 135 Ferienhäuser zeigt Europas größtes tropisches Urlaubsresort, wie das funktionieren kann: Ein nachhaltiges Nahwärmekonzept, basierend auf Energieerzeugung mittels Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) und einem Verbund aus standardisierten Wärmeübergabekomponenten mit rücklaufoptimierten Trinkwassererwärmungsstationen (TWE), sorgt für eine effiziente thermische Versorgung der neuen „Sunrise Homes“.

Neben den ökonomischen und ökologischen Anforderungen standen die Versorgungssicherung sowie Wartungsfreundlichkeit ganz oben auf der Zielliste der beauftragten Energieingenieure von Yados aus Hoyerswerda. Zusätzlich zu den neu gebauten Feriendomizilen mit dem verheißungsvollen Namen „Sunrise Homes“ konnte die Tropical Island Management GmbH nach elf Monaten Bauzeit und mehrwöchigem Probebetrieb auch ein zentrales Empfangsgebäude, ein umgestaltetes „Shop & Bistro“, weitere Spielplätze und eine neue Energiezentrale mit Blockheizkraftwerk (BHKW) in Betrieb nehmen. Kostenpunkt der Resort-Erweiterung liegt bei rund 20 Mio. €. Durch die Verdopplung seines Ferienhauskontingents zählt das mitten im Landkreis Dahme-Spreewald gelegene Tropical ­Islands zu den größten Beherbergungs­betrieben in Deutschland. Um ein Resort mit 2591 Betten, 710 vermietbaren Einheiten und bis zu 6000 Besuchern pro Tag wirtschaftlich und umweltschonend zu betreiben, bedarf es einer durchdachten energetischen Infrastruktur sowie hocheffizienter Erzeuger- und Verteiltechnologien. 

Vielfältige Gebäudetypen und ­spezielle Anforderungen

Mit dem Neubau der Ferienunterkünfte bezweckte Tropical Islands unter anderem eine Verlängerung der durchschnittlichen Aufenthaltsdauer seiner Gäste um zwei auf vier bis sechs Buchungstage – ein positiver Nebeneffekt für die Region dürfte die touristische Stärkung des gesamten Spreewaldgebiets sein. Das Konzept scheint aufzugehen: Bereits ab dem ersten Eröffnungstag konnten die neuen Ferienhäuser eine 95-prozentige Auslastung verzeichnen. Bevor es soweit war, stand das beauftragte Technologieunternehmen Yados vor der Aufgabe, vier ­verschiedene Gebäude-Grundtypen unterschiedlicher Ausstattung mit einer ­effizienzoptimierten Lösung zur Bereitstellung von Trinkwarmwasser und Raumwärme auszurüsten. 

Das übergeordnete Ziel war klar: Die eingesetzten Technologiekomponenten sollten das ökonomische und nachhal­tige Energiemanagement des Resorts unterstützen. Darüber hinaus war eine problemlose Integration der schnittstellen­offenen Systeme in die bereits bestehende Leittechnik von Tropical Islands ausschlaggebend. Ebenfalls von zentraler Bedeutung waren projektspezifische Anforderungen an die Trinkwasserhygiene und an die Versorgungssicherung, wie die Spitzlastabdeckung zu Stoßzeiten und ­eine bedarfskonforme Bereitstellung der thermischen Energie. Besonderes Augenmerk legten die Energie-Ingenieure außerdem auf die Konstruktionsqualität, u.a. bezogen auf eine platzsparende Ausführung und intuitive Bedienbarkeit sowie auf ein unkompliziertes Wartungsmanagement. 

Wartungsfreundliche Lösung

Die Lösung der speziellen Projekt-Herausforderungen sahen die Ingenieure in der Konstruktion von zwei verschiedenen Leistungsversionen der Wärmeübergabestation „Yado|Giro C“ mit identischen Trinkwassererwärmungs(TWE)-Modulen. Der Plan war, die Wärmeübergabestationen bauseitig effizient und einheitlich anzufertigen, was ihnen durch eine konsequente Plattformbauweise mit baugleichen Hauptbestandteilen wie Wärmeübertrager, Umwälzpumpen und weiteren Bausteinen gelang. Verbunden wurden die Anlagen mit einem rücklaufoptimierten Durchfluss-TWE-System, das in beiden Leistungsklassen identisch ist und den hohen Komfortansprüchen sowie hygienerecht­lichen Vorgaben entspricht.

Die modifizierten Standard-Kompaktlösungen sind nicht nur installations- und wartungsfreundlich, sondern auch platzsparend und energieeffizient. Sie sichern nun den thermischen Komfort der neuen Feriendomizile. Die nahezu identische Bauweise der 135 eingesetzten Wärmeübergabestationen mit TWE-Anlagen vereinfacht die Wartungen, macht eine standardisierte Ersatzteilvorhaltung möglich und den Datentransfer transparent. Darüber hinaus ist es dem Facility Management möglich, die installierten Technologiekomponenten über einen eigenen Server durch Fernzugriff anzusteuern. Leistungsanpassungen können so unmittelbar zu jeder Zeit und von jedem Ort aus aufwandsfrei vorgenommen werden.

Hohe Netzeffizienz und niedrige Rücklauftemperaturen

Die in den „Sunrise Homes“ eingebaute Kombination aus Wärmeübergabestation und TWE-Komponente zeichnet sich durch sehr niedrige Rücklauftemperaturen von 40 bis 50 Grad bei Vorlauftemperaturen von rund 70 bis 80 Grad Celsius aus. Hierdurch muss deutlich weniger Wasser umgewälzt werden, was zu einer Reduktion des benötigten Pumpenstroms und einer Erhöhung der gesamten Netzeffizienz führt. Über eine Präzisierung des Netzbetriebs gelang es den Ingenieuren aus Hoyerswerda, die Effizienzpotenziale im weiteren Übergabe- und Verteilprozess ideal auszuschöpfen. Dies funktioniert am besten über eine angepasste Erzeuger-Verbraucher-Regulierung, die am Schnittpunkt der Wärmeübergabestation stattfindet und über das Leitsystem geregelt werden kann. Die präzise Arbeitsweise der Wärmeübergabestation bestimmt dabei den Wirkungsgrad der Netzführung und die Höhe der Transmissionsverluste. Nach Temperatur, Druck und bedarfsabhängiger Abnahmesituation differenziert, überträgt die Komponente das Wärmemedium zwischen Heizungsanlage des Ferienhauses und der Anschlussleitung zum Nahwärmenetz. In diesem Fall entschieden sich die Experten, die Heizungsanlage indirekt an das Netz anzuschließen, hydraulisch getrennt durch einen Plattenwärmeübertrager. Das hat folgende Vorteile: Die benötigte Vorlauftemperatur fällt niedriger aus, und der Heizkreis der einzelnen Domizile ist unabhängig von Temperatur- und Druckschwankungen des Nahwärmenetzes, was auch einen hö­heren Schutz vor Rohrbrüchen und ­Leckagen mit sich bringt. Eine integrierte DDC-Regelung (Direct Digital Control) berechnet unter Berücksichtigung von ­Außentemperatur, vorgegebenen Zeit- und Komfortvorgaben und den Daten ­des aktuellen Bedarfs die benötigte Vorlauftemperatur. Auch für die Frostsicherung und Warnung bei Ausfall ist die DDC-Regelung zuständig. 

Thermische Energie durch ­nachhaltiges KWK-Konzept

Wie auch schon bei der thermischen Versorgung des riesigen „Dome“, einer der größten freitragenden Hallen der Welt (5,2 Mio. m³ umbautem Raum) mit tropischen Wasserattraktionen und dem weltweit größten Indoor-Regenwald, setzen die Betreiber beim Energieversorgungskonzept des neuen Areals auf eine umweltschonende und nachhaltige Standort­ausrichtung. Mittels Blockheizkraftwerk (BHKW) und KWK-Technologie erhalten die neuen Ferienhäuser ihre thermische Energie. Das Wärmenetz wird aus einer neuen Energiezentrale gespeist, die in einem „Shelter“, einem ehemaligen militärischen Bunker zur Unterbringung von Kampfflugzeugen, eingerichtet wurde. ­Neben dem BHKW steht hier auch ein gasbetriebener Kessel für die gesicherte Energielieferung zu Spitzlastzeiten – beide versorgen neben den „Sunrise Homes“ auch das neue Rezeptionsgebäude, die Energiezentrale selbst und eine ebenfalls in einem umgenutzten Bunker untergebrachte Wäschestation.

Im Gegensatz zu den „Sunrise Homes“ ­erhalten die bereits zuvor bestehenden ­
83 „Woodland Homes“ und 30 „Nature Homes“ ihre thermische Energie über ­eigene Gasthermen und Warmwasserboiler. Auch in der Größe unterscheiden sich die Urlaubsdomizile: Die neuen Ferienhäuser zählen mit rund 50 m² zu den größten Ferienunterkünften im Tropical Islands-Resort. Jeweils vier bis sechs Besucher können sich in den 650 neuen Betten erholen. Die Ausstattung ist sehr divers und reicht von barrierefrei bis hin zu eigener Sauna, Außenwhirlpool und Außendusche. 

Fazit

Die KWK-Technologie spielt für das Gelingen der Energiewende eine spezielle Rolle. Sie steht an der Schnittstelle zwischen Strom- und Wärmemarkt. KWK-Anlagen sind im Vergleich zu Anlagen der ungekoppelten Erzeugung wirkungsvoller, weil sie die bei der Herstellung von Strom entstehende Wärme als Wärmeenergie nutzen – damit wird der eingesetzte Brennstoff effizienter und sparsamer verwendet. Wird die produzierte elektrische Energie – wie im Ferienresort – komplett eigenverbraucht, reduzieren sich zudem die Stromkosten. 

Die energetischen Herausforderungen von Tropical Islands sind insbesondere in der kalten Jahreszeit durch die zahlreichen tropischen Angebote, wie Südsee oder Lagune, groß. Um tropische Wasser- sowie Lufttemperaturen und eine erholsame Wohlfühl-Atmosphäre für die Besucher zu garantieren, findet sich hinter den Kulissen des 640 ha großen Tourismusbetriebs eine durchdachte energetische Infrastruktur mit hocheffizienten Erzeuger-, Speicher- und Verteiltechnologien. Auch beim Bau des neuen Ferienhausareals blieb das Management seiner ressourcenschonenden Energiepolitik treu. Als ausführendes Technologieunternehmen hat auch Yados dazu beigetragen, nicht nur die rechtlichen Vorgaben und Umweltschutzgesetze einzuhalten, sondern auch für ein stabiles und effizient laufendes Wärmenetz trotz hoher Lastwechsel zu sorgen.