IKZplus ENERGY
IKZ-ENERGY berichtet über den Einsatz von Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz in Gebäuden. Das Themenspektrum reicht von der Photovoltaik über die Solarthermie, Bioenergie, Geothermie, energieeffiziente Heiztechnik bis hin zur Systemintegration, Gebäudeautomation und weiteren EE-Themen
IKZ-ENERGY berichtet über den Einsatz von Erneuerbaren Energien und Energieeffizienz in Gebäuden. Das Themenspektrum reicht von der Photovoltaik über die Solarthermie, Bioenergie, Geothermie, energieeffiziente Heiztechnik bis hin zur Systemintegration, Gebäudeautomation und weiteren EE-Themen
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SONNENENERGIE<br />
Saisonale Wärmespeicher<br />
Wiederentdeckte Langzeitparker<br />
Saisonale Wärmespeicher erfahren im Zuge der Energiewende eine neue Bedeutung<br />
Saisonale Wärmespeicher dienen zur Speicherung von Wärme für eine Saison, also vom Sommer bis zum Winter. Für sommerliche<br />
Kälteanwendungen kann ebenso Kälte vom Winter bis zum Sommer gespeichert werden. Der Bericht stellt die Technik vor und gibt<br />
einen Überblick.<br />
Die Entwicklung saisonaler Wärmespeicher<br />
begann Ende der 1970er-Jahre nach<br />
den ersten Ölpreiskrisen. Unterstützt<br />
durch Forschungsprogramme wurden<br />
unterschiedliche Speicherbautechniken<br />
und viele verschiedene Speichermaterialien<br />
erforscht. Nach einer zurückhaltenden<br />
Entwicklung in den letzten Jahren<br />
nimmt die Nachfrage nach saisonalen<br />
Wärmespeichern nun wieder zu: Die Forderung<br />
der europäischen Gebäuderichtlinie<br />
nach „nearly zero energy buildings“ im<br />
Neubau unterstützt diese Nachfrage ebenso<br />
wie die weiter fortschreitende Stromund<br />
Wärmewende insbesondere im Bereich<br />
der Fernwärmeversorgung.<br />
Blick über den Tellerrand<br />
Ein Blick nach Dänemark, das schon einen<br />
deutlich höheren erneuerbaren Stromanteil<br />
als Deutschland hat, zeigt außerdem<br />
mögliche zukünftige Entwicklungen auch<br />
für den deutschen Energiemarkt: Erneuerbare<br />
Energien übernehmen vermehrt die<br />
(sommerliche) Stromproduktion vollständig.<br />
Dies führt dazu, dass die vorhandenen<br />
Fernwärmesysteme ihre Wärmequelle<br />
verlieren: Die seither Abwärme liefernden<br />
fossil betriebenen Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen<br />
gehen außer Betrieb, da<br />
deren Strom nicht mehr ins Stromnetz<br />
abgegeben werden darf. Hier ergibt sich,<br />
dass je nach technisch-wirtschaftlichen<br />
Randbedingungen der Einsatz von großvolumigen,<br />
multifunktionalen Wärmespeichern<br />
(„saisonale Wärmespeicher“)<br />
und großen solarthermischen Kollektorflächen<br />
eine wirtschaftliche Lösung zur<br />
Sicherstellung der Strom- und Wärmeversorgung<br />
ganzer Siedlungen und Städte<br />
darstellt.<br />
Vier grundlegende Technologien<br />
Seit 1995 wurden die folgenden vier Technologien<br />
für saisonale oder Multifunktions-Wärmespeicher<br />
entwickelt, die jeweils<br />
in mehreren Pilotanlagen in Betrieb<br />
sind:<br />
• Tank-Wärmespeicher. Sie bestehen<br />
meist aus einem ins Erdreich eingelassenen<br />
Stahlbetonbehälter, der außen<br />
wärmegedämmt und im Inneren meist<br />
mit Edelstahlblech wasser(dampf)dicht<br />
ausgekleidet ist. Der Behälter wird mit<br />
Wasser gefüllt, das durch Solarwärme<br />
bis auf 98 °C erwärmt werden kann.<br />
• Erdbecken-Wärmespeicher. Sie entstehen,<br />
indem eine Baugrube wärmegedämmt,<br />
mit Kunststoffbahnen abgedichtet<br />
und mit Wasser gefüllt wird.<br />
Dieser wärmegedämmte Teich wird<br />
durch einen schwimmenden, wärmegedämmten<br />
Deckel geschlossen. Alternativ<br />
liegt der Deckel auf einer wassergesättigten<br />
Kiesfüllung der Speichergrube<br />
auf. Die Maximaltemperatur im<br />
Speicher wird durch die Temperaturbeständigkeit<br />
der Kunststofffolien beschränkt<br />
und liegt derzeit bei unter<br />
90 °C.<br />
• Erdsonden-Wärmespeicher. Sie nutzen<br />
das Gestein im Untergrund zur<br />
Wärmespeicherung. Durch von Wasser<br />
durchflossene Erdwärmesonden,<br />
die in vertikale Bohrlöcher eingegossen<br />
werden, wird das Gestein erwärmt<br />
und wieder abgekühlt.<br />
• Aquifer-Wärmespeicher. Sie werden<br />
durch Brunnen erschlossen, die aus<br />
unterirdischen, wasserführenden Gesteinsschichten<br />
(Aquiferen) Wasser an<br />
In den letzten Jahren haben sich immer mehr Fernwärmeversorgungsunternehmen<br />
für den Bau von großen Wärmespeichern entschieden, die<br />
meist als oberirdisch stehende, hohe Stahlbehälter realisiert wurden.<br />
Erdbecken-Wärmespeicher. Sie entstehen, indem eine Baugrube<br />
wärmegedämmt, mit Kunststoffbahnen abgedichtet und mit Wasser<br />
gefüllt wird.<br />
10 <strong>IKZplus</strong> • IKZ-<strong>ENERGY</strong> 11/12/2019
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