IKZplus ENERGY

SONNENENERGIE
Saisonale Wärmespeicher
Typen von saisonalen oder Multifunktions-Wärmespeichern. In Klammern ist die durchschnittliche
Wärmekapazität je m³ Speichervolumen als Richtwert angegeben.
die Erdoberfläche pumpen, dieses erwärmen
und wieder in den Untergrund
einspeichern. Durch eine Umkehr des
Pumpvorgangs kann die gespeicherte
Wärme genutzt werden.
Wärmespeicher sind passive Systembestandteile,
da sie selbst keine Energie produzieren.
Der Nutzen und damit die Wirtschaftlichkeit
eines Wärmespeichers werden
vorwiegend durch die hydraulische
und regelungstechnische Systemeinbindung
bestimmt.
Blick auf die Investitionskosten
Die Kosten zeigen eine starke Degression
mit Zunahme des Speichervolumens. Zudem
ist ein deutlicher Zusammenhang
zwischen den Baukosten und dem Speichertypus
zu erkennen: Tank-Wärmespeicher
sind hierbei eher im oberen Bereich
der Kosten wiederzufinden. Darunter
liegen in absteigender Reihenfolge die
Kosten von Erdbecken-, Erdsonden- und
Aquifer-Wärmespeichern.
Bei der Betrachtung der dargestellten
Kos ten muss berücksichtigt werden, dass
nicht alle Speichertypen an jedem Standort
realisiert werden können, da sie sehr
unterschiedliche Anforderungen an die
geologischen und hydrogeologischen Verhältnisse
des Untergrundes stellen. Des
Weiteren sind sie auch hinsichtlich ihrer
thermischen Leistungsfähigkeit und Effizienz
nicht direkt vergleichbar. So können
beispielsweise mit einem wassergefüllten
Tank- oder Erdbecken-Wärmespeicher sehr
hohe Be- und Entladeleistungen sowie hohe
Nutzungsgrade erreicht werden. Erdsonden-Wärmespeicher
dagegen sind in ihren
maximalen Be- und Entladeleistungen beschränkt,
und auch die Nutzungsgrade
liegen bedingt durch die fehlende Wärmedämmung
an den seitlichen Randbereichen
und am Boden im direkten Vergleich niedriger.
Diese Eigenschaften können bzw.
müssen in einem Speichersystem durch
geeignete zusätzliche anlagentechnische
Komponenten wie Pufferspeicher und Wärmepumpen
kompensiert werden.
Aktuelle Entwicklungen
In den letzten Jahren haben sich immer
mehr Fernwärmeversorgungsunternehmen
für den Bau von großen Wärmespeichern
mit bis zu 50 000 m³ Volumen entschieden,
die meist als oberirdisch stehende,
rund 30 m hohe Stahlbehälter
realisiert wurden. Diese sind Stand der
Technik und aufgrund der hohen Wasserlast,
die der Behälter halten muss, dementsprechend
massiv und mit Investitionskosten
in Höhe von mehreren Hundert
Euro je Kubikmeter teuer. Sie dienen der
Spitzenlastpufferung zwischen großen
Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen und
Wärmenetzen und werden in der Regel
mit einer Speicherzyklenzahl von 500 bis
600 im Jahr genutzt. Die Speicherzyklenzahl
summiert alle Be- und Entladewärmemengen
über ein Betriebsjahr und bezieht
diese Summe auf die maximale Wärmekapazität
des Wärmespeichers. Sie ist
damit ein Maß für die Nutzungshäufigkeit
des Wärmespeichers.
Wird der Wärmespeicher in den Untergrund
integriert, trägt dieser die Wasserlast
mit und die Bauweise kann wesentlich
kostengünstiger ausgeführt werden.
Dies ist für saisonale Wärmespeicher notwendig,
da das Speichervolumen nur ein
Mal im Jahr genutzt wird und daher sehr
kostengünstig sein muss. Wasserspeicher
und die Wärmespeicherung im Untergrund
bieten hierfür die günstigsten Investitions-
und Betriebskosten.
Moderne saisonale Wärmespeicher werden
in Form von Multifunktions-Wärmespeichern
zum zentralen System„knoten“:
Sie nehmen Solarwärme auf, wenn die Sonne
scheint, die Abwärme von Industrieprozessen
und auch von Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen,
wenn deren stromgeführter
Betrieb aufgrund der Strompreise an der
Strombörse wirtschaftlich ist. Sie ermöglichen
über Power-to-Heat-Kessel die Teilnahme
am Regelenergiemarkt der Strombörse
und eine Sektorkopplung durch
Umwandlung von Überschuss-Strom bei-
ZEWO Air – Dezentrale
Entlüftung
Abluftsystem gemäß
DIN 18017-3 / DIN 1946-6
ohne Wärmerückgewinnung
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