Die Lösung für große Gebäude im urbanen Raum: Die von Geo-En entwickelte und patentierte Integralsonde ist hocheffizient und leistungsstark. Sie kann bis zu zehnmal so viel Erdwärme gewinnen wie eine klassische Erdwärmesonde. Die Integralsonde vereint zwei Brunnen koaxial in nur einem Bohrloch: Das Grundwasser wird am Fußpunkt der Bohrung aufgenommen und über das Innenrohr des Koaxialsystems zur Wärmepumpe geleitet. Nach dem Wärme- oder Kälteentzug wird das Grundwasser über das Außenrohr in einer etwa zwanzig Meter höheren Schicht wieder eingeleitet. Im Winter sorgen Temperaturen von weit über null Grad für einen hocheffizienten Betrieb der Wärmepumpe. Im Sommer liefert die Integralsonde auch an sehr heißen Tagen ausreichend Kälteenergie – stromintensive Kühlaggregate sind so überflüssig. Ein weiterer Vorteil: Anders als bei der Dublette wird das Grundwasser am gleichen Ort entnommen wie eingeleitet, sodass die Grundwasserschichten nicht gemischt werden. Die hydrogeologischen und -chemischen Effekte hat Geo-En im Rahmen eines Forschungsprojektes in Kooperation mit der TU Berlin erforscht.
Direkt unter unseren Füßen, im Abwasser, steht uns ein gigantischer Vorrat an thermischer Energie zur Verfügung. 10° bis 12° C ist das Abwasser im Winter warm, und diese Wärme kann zum effizienten und klimafreundlichen Heizen von Gebäuden genutzt werden. Im Sommer sorgt das eher kühle Abwasser für angenehm temperierte Räume. Dass diese Art der Abwassernutzung funktioniert, beweist das Projekt „Grüne Aue“ in Berlin-Biesdorf, wo Geo-En erstmals Abwasser als Primärenergiequelle erschlossen hat. Das Quartier verfügt über einen Schmutzwasserkanal, der sich in einer öffentlichen Straße befindet. Hier wurde über eine Distanz von 150 m ein Abwasserwärmetauscher installiert – ein Druckbehälter aus Edelstahl, über dessen Oberfläche warmes Abwasser fließt. Der Wärmetauscher selbst wird von einer Kühlflüssigkeit durchströmt. So wird dem Abwasser Energie entzogen, mittels einer Wärmepumpe auf die benötigte Temperatur gebracht und dem Heizkreislauf zugeführt. Die Wärmeverteilung zu den einzelnen Gebäuden gewährleistet ein etwa 2.000 m langes Nahwärmenetz unterhalb der Quartiersstraßen.
Die flexible Lösung für verschiedenste Bedarfsprofile: GeoHybrid kombiniert die Gewinnung von Erdkälte und -wärme mit hocheffizienter Kraft-Wärme-Kopplung und schöpft so die Synergien bestmöglich aus – für ein Optimum an Wirtschaftlichkeit und Energieeffizienz. Das BHKW deckt den Strombedarf der Wärmepumpe und kann auf Wunsch weitere Stromverbraucher versorgen. Es stellt außerdem Hochtemperaturwärme bereit und versorgt damit Lüftungsanlagen oder Trinkwarmwassersysteme. Die Wärmepumpe liefert Wärme im mittleren Temperaturbereich, zum Beispiel für die Vorerwärmung von Trinkwarmwasser. So decken Wärmepumpe und BHKW bis zu 95 Prozent des Wärmebedarfs; lediglich an besonders kalten Tagen wird ein Gas-Brennwertkessel zugeschaltet. Das integrierte Geothermiesystem liefert im Sommer zusätzlich klimaneutrale Kälte – quasi zum Nulltarif. Aufgrund seiner Flexibilität und Wirtschaftlichkeit wurde GeoHybrid bereits in vielen Projekten realisiert, unter anderem zur Versorgung eines Wohnkomplexes in Berlin-Weißensee.
Die ideale Systemlösung für Niedrigenergie- oder Passivhäuser: GeoPV zeichnet sich durch einen besonders hohen Anteil an erneuerbarer Energie zur Wärme- und Kältegewinnung aus. Denn zusätzlich zur Erdwärme koppelt das GeoPV-System die Energie aus der Sonne ein. So nutzt das System zu jeder Jahreszeit genau die erneuerbare Energie, die am günstigsten verfügbar ist. Die Solarstrahlung wird über Absorber, Kollektoren oder Luftwärmetauscher gesammelt und thermisch genutzt. Oder aber PV-Module wandeln die Strahlung in Strom um, der für den Betrieb von Wärme- und Zirkulationspumpen eingesetzt wird und günstiger ist als Netzstrom. Eine intelligente Steuerung sorgt dafür, dass Speicherung, Erzeugung und Verbrauch ideal gemanagt werden und ein möglichst hoher Anteil des Strom- bzw. Wärmebedarfs durch Solarenergie gedeckt werden kann. Das GeoPV-System benötigt nur kleine Dachflächen für die Photovoltaik, da der Strom besonders effizient in Wärme und Kälte umgewandelt wird. GeoPV versorgt seit 2014 die Bewohner des Sonnenhauses Strausberg mit erneuerbarer Kälte und Wärme.
Das Potenzial der Sonnenenergie ist größer als das aller anderen erneuerbaren Energien zusammen. Eine Solarthermie-Anlage nutzt dieses Potenzial, indem sie Sonnenenergie in thermische Energie umwandelt. Gekoppelt mit Erdwärme und einem Blockheizkraftwerk (BHKW) entstand in Berlin-Pankow eine GeoHybrid-Anlage, die eine Wohnhauszeile mit erneuerbarer Wärme und Kälte versorgt – wirtschaftlich und klimafreundlich. Solarthermische Absorber auf dem Dach liefern im Sommer Wärme, die zum thermischen Aufladen der Erdwärmesonden genutzt wird. Die Geothermie-Anlage dient so als saisonaler Speicher der Sonnenenergie. Im Winter nutzt die Wärmepumpe die Energie der Erdwärmesonden zum Heizen. Als zusätzlicher Wärmeerzeuger fungiert ein Blockheizkraftwerk. Wärmepumpe und BHKW teilen sich die Wärmelast, wobei der Strom des BHKWs für den Betrieb der Wärmepumpe eingesetzt wird. Die Hybridanlage überzeugt so durch hohe Energieeffizienz und außerordentliche Wirtschaftlichkeit.
Hohe Effizienz für komfortables Wohnen: Nahwärmenetze verbinden große EE-Anlagen mit dezentralen Abnehmern und werten ein Quartier dauerhaft auf. Bestes Beispiel ist das von Geo-En etablierte kalte Nahwärmenetz: Es ist überaus energieeffizient, um heterogen strukturierte Gebiete zu versorgen, die zugleich Wärme und Kälte benötigen. Die Anlieger sind durch ein Netz verbunden, in dem erdwarmes Wasser (ca. 10 °C) zirkuliert. Die Wärmeabnehmer sind über Wärmepumpen an das Netz angeschlossen. Kälte wird direkt aus dem Netz bezogen und über Wärmetauscher abgegeben. Eine Geothermieanlage speist im Winter Wärme in das Netz ein, im Sommer nimmt sie Wärme aus dem Netz auf. So wird Fernkälte zum Nulltarif an die Haushalte geliefert. Durch das Netz werden Bedarfsspitzen ausgeglichen, Gesamtleistung und -investition fallen geringer aus als bei dezentralen Lösungen. Das kalte Wärmenetz wurde bereits erfolgreich in einem Quartier in Berlin Zehlendorf umgesetzt.
Die moderne Bauweise mit viel Glas hat einen entscheidenden Nachteil: Die Gebäude heizen sich im Sommer stark auf. Eine ungewöhnliche Lösung hat Geo-En bei einem Wohngebäude in der Berliner City West umgesetzt. Beheizt und gekühlt wird das Gebäude mit einer GeoHybrid-Anlage aus geothermischer Hochleistungsquelle, Wärmepumpe und Blockheizkraftwerk, die durch einen Fundamentspeicher unterstützt wird. Das Prinzip: Die im BHKW erzeugte Wärme wird für Heißwasser genutzt, während der BHKW-Strom die Wärmepumpe betreibt. Diese stellt Wärme aus der Erde zum Heizen des Gebäudes und zur Warmwasservorwärmung bereit. Im Kühlbetrieb bleibt die Wärmepumpe ausgeschaltet und Wasser zirkuliert zwischen Erdboden, Fundamentspeicher und Kühlsystem im Gebäude. Die in der Mittagszeit auftretenden hohen Kühllasten benötigen einen leistungsfähigen Zwischenspeicher. Hierfür wird die 80 cm starke Fundamentplatte genutzt, die über den Erdsonden liegt. Die 1450 m2 Stahlbeton speichern Wärme und Kälte. Durch den Wärmeeintrag in den Boden wird das Gebäude auch im heißesten Sommer angenehm gekühlt.