Vor dem Hintergrund einer schnellen Dekarbonisierung der Wärmeversorgung in Dresden werden in dieser Arbeit drei Ansätze untersucht, solare Energie in ein Fernwärmenetz einbinden. Die Untersuchungen erfolgen an einem realen Sekundärnetz mit Vorlauftemperaturen bis 90 °C und einer fiktiven Freifläche von 30.000 m².
Im ersten Szenario wird die Projektion einer Solarthermieanlage untersucht. Das zweite Szenario besteht aus einer Photovoltaikanlage und einer Luft-Wasser-Wärmepumpenanlage, die in das Netz einspeist. Im dritten Szenario generiert eine hybride Photovoltaisch-Thermische Anlage sowohl elektrische als auch thermische Energieerträge. Die thermischen Erträge dienen einer Sole-Wasser-Wärmepumpenanlage als Wärmequelle.
Die Dimensionierung der Anlagen erfolgte mit aktuellen, am Markt verfügbaren Solarmodulen und Kollektoren. Die Wärmepumpenanlagen entstanden in der Zusammenarbeit mit einem Hersteller.
Im Vergleich weist die Anlage nach Szenario 2 die geringsten Wärmegestehungskosten auf und ist daher die wirtschaftlichste Variante. Dagegen sind die Wärmegestehungskosten der Anlage in Szenario 3 am höchsten. Die Solarthermieanlage nach Szenario 1 generiert mit CPC-Vakuumröhrenkollektoren die höchsten flächenspezifischen solaren Erträge und ordnet sich in den Wärmegestehungskosten zwischen Szenario 2 und 3 ein. Die PVT-Anlage in Szenario 3 kann einen effizienten Betrieb der Sole-Wasser-Wärmepumpe gewährleisten, den Großteil des Strombedarfs der Wärmepumpe decken und überschüssige elektrische Energie in das Stromnetz einspeisen.
Es wird empfohlen, auf fernwärmenahen Freiflächen Solarthermieanlagen zu projektieren, um einen optimalen Flächenertrag zu generieren. Zusätzlich wird die Errichtung einer Luft-Wasser-Wärmepumpenanlage zum zeitnahen Abgleich von Herstellerangaben und Praxiswerten empfohlen. Eine Anlage nach Szenario 3 wird aus gleichen Gründen in einem kleineren Maßstab als Pilotanlage ebenfalls empfohlen.