Bivalente Systeme sind Heizungssysteme, die zwei verschiedene Energieträger parallel nutzen. Im Gegensatz zu monovalenten Systemen, wo nur eine einzige Art von Energiequelle zum Einsatz kommt.
Eng verwandt mit dem Begriff bivalent sind die Hybridanlagen. Bei ihnen sind von Haus aus alle notwendigen Anlagen für eine bivalente Lösung in einem einzigen Aggregat zusammengefasst.
Das Prinzip der Energieerzeugung aus zwei Energieträgern spielt nicht nur im Kontext Heizung eine Rolle. In der Fahrzeugtechnik werden bivalente Antriebe intensiv erforscht und erfolgreich eingesetzt. Die wichtigsten Beispiele sind Hybrid-Fahrzeuge, die Kombinationen von z.B. einem Elektromotor mit einem klassischen Ottomotor nutzen.
Kosten- und Effizienzvorteile nutzen
Der Hauptgrund, sich für eine bivalente Lösung zu entscheiden, ist die Nutzung von Kosten- und Effizienzvorteilen. Mit bivalenten Anlagen lassen sich die Stärken von zwei Energieträgern so vereinen, dass der Gesamtwirkungsgrad steigt und die Betriebskosten sinken. Kombinationen aus fossilen und erneuerbaren Energieträgern erweisen sich als Hauptanwendungsfeld. Die regenerativen Energien erzeugen wenige oder keine Emissionen. Allerdings sind diese Anlagen in vielen Fällen nicht unbegrenzt leistungsfähig ( Luft-Wärmepumpe , BHKW grundlastgeführt) und / oder nicht zu jedem Zeitpunkt verfügbar (Solarenergie). Ein bivalentes System nutzt hier die erneuerbaren Energien maximal und deckt jegliche darüber hinaus gehenden Bedarfe mit fossilen Energieträgern über einen Spitzenlastkessel ab.
Anwendungsbeispiele bivalenter Heizsysteme
Luft-Wasser-Wärmepumpen zeigen einen Leistungsabfall bei besonders niedrigen Außentemperaturen. In vielen Altbauten, die keinen ausreichend hohen Dämmstandard erreichen, ist der monovalente Einsatz einer Luft-Wärmepumpe daher schwer kalkulierbar und kann zu hohen Kosten führen. Ein Spitzenlastkessel, zum Beispiel ein Gasbrennwertgerät , fängt diese Effekte ab. Bei der Altbausanierung übernimmt deswegen häufig der bestehende Kessel kostenneutral diese Aufgabe.
KWK-Anlagen wie Brennstoffzellen und Blockheizkraftwerke arbeiten wirtschaftlich, wenn sie viele Betriebsstunden unter Vollast laufen und ein möglichst großer Teil der Abwärme auch genutzt wird. Die Leistung dieser Anlagen orientiert sich deswegen in der Regel an der Grundheizlast. Kurzzeitige, sehr hohe Bedarfe deckt in bivalenten Anlagen häufig ein bereits integriertes Gasbrennwertgerät als Spitzenlastkessel.
Scheitholz-Kaminöfen und Pellets-Wohnraumheizsysteme lassen sich bivalent und damit ergänzend zur vorhandenen Zentralheizung nutzen. Die Holzheizung ist CO2-neutral und vermindert den Verbrauch fossiler Energieträger.
Ebenfalls ein typisches Beispiel für bivalente Systeme: die Kombination eines Gas-Brennwertkessels mit einer Solarthermie-Anlage. Zur Warmwasserbereitung dient dabei ein bivalenter Warmwasserspeicher mit zwei Rohrschlangen: Die untere bezieht Wärme aus Solarthermie, die obere dient der Warmwasserbereitung durch den Heizkessel.