Neue Speicherarten

Ein Sorptionsspeicher ist ein neu entwickelter saisonaler Wärmespeicher, welcher die im Sommer geerntete Wärme nahezu verlustfrei mehrere Monate speichern kann. Bei der thermochemische Wärmespeicherung wird der Wärmeumsatz von reversiblen chemischen Reaktionen für die Wärmespeicherung genutzt. Die Ladung des Speichers geschieht durch Wärmezufuhr, die eine endotherme chemische Reaktion bewirkt. Geeignete Reaktionen im Niedertemperaturbereich sind Sorptionsprozesse. Bei Sorptionsprozessen wird ein Gas entweder an der Oberfläche einer festen, porösen Substanz angelagert (Adsorption≡Adsorption≡

Mit Adsorption bezeichnet man einen Prozess der Anlagerung. Auf Oberflächen in Innenräumen z.B. lagern sich bestimmte Inhaltstoffe der Raumluft an. Die adsorbierten Stoffe werden aber auch ganz oder teilweise wieder an die Raumluft abgegeben, so dass sich in Abhängigkeit vom Luftwechsel ein Adsorptionsgleichgewicht einstellt. Das ist die Ursache, warum es manchmal längere Zeit dauert, bis ein typischer Geruch (muffig, modrig, pilzig) einer Wohnung trotzt Beseitigung der Emittenden verschwindet.

) bzw. in einer Flüssigkeit oder einem Feststoff aufgenommen (Flüssig- oder Feststoffabsorption). Bei der Ad-, bzw. Absorption≡Absorption≡
lat. absorbere: in sich aufnehmen, verschlingen (absorbieren) wird Wärme frei, umgekehrt führt Wärmezufuhr wieder zur Freisetzung (Desorption) des Gases. Ein für die Wärmespeicherung gut geeignete Gas ist Wasserdampf. 

Die Speicherung erfolgt auf vergleichsweise kleinem Raum. Es sind Energiedichten bis 300 kWh/m3 erreichbar. Die Speicherkapazität ist daher etwa 5 mal so hoch wie in einem Wasserspeicher. Thermochemische Speicher eignen sich sehr gut zur Langzeitspeicherung, da kaum Verluste auftreten. 

1. Ladung des Speichers durch die Solaranlage. Während des Sommers wird das Sorptionsmaterial unter Wärmezufuhr von der Solaranlage desorbiert, d.h. getrocknet. Der freiwerdende Wasserdampf wird kondensiert und in flüssiger Form in einem durch ein Ventil abgetrennten Behälterteil gespeichert. Die Kondensation setzt Abwärme≡Abwärme≡ Abwärme entsteht bei der Umwandlung von Energie, z.B. durch den Stoffwechsel im Menschen, bei elektrischen Geräten oder bei der Stromerzeugung (Kühltürme). Um den Wirkungsgrad zu verbessern und Wärme nicht ungenutzt in die Umwelt abzugeben ist es möglich und ratsam Abwärme zu nutzen bzw. zurückzugewinnen (Wärmerückgewinnung). In sehr gut gedämmten Häusern spielt die Abwärme, z.B. von elektrischen Geräten, eine so große Rolle, dass sie einen erheblichen Beitrag zur Deckung der Heizlast leistet. frei, die unter Umständen zur Vorwärmung des Brauchwassers genutzt werden kann. 2. Getrennte Aufbewahrung von trockenem Sorptionsmaterial und kondensierten Wasserdampf. Ist das Sorptionsmaterial vollständig ausgeheizt, wird das Ventil zwischen dem Behälter mit dem Sorptionsmaterial (Adsorber) und dem Vorratsbehälter geschlossen. Solange kein Wasserdampf in den Adsorber gelangt, wird der Speicher auch bei tiefen Temperaturen nicht entladen. 3. Entladung des Speichers durch Adsorption des Wasserdampfs unter Abnahme der dabei freiwerdenden Wärme. Zur Entladung des Speichers während der Heizperiode wird das Ventil zwischen Sorptionsmaterial und Vorratsbereich geöffnet. Das Material zieht Wasserdampf so stark an, daß das gespeicherte Wasser bei niedrigen Temperaturen verdampft, in den Adsorber strömt und dort adsorbiert wird. Die dabei freiwerdende Adsorptionswärme wird für die Heizung genutzt. Durch die Evakuierung des gesamten Behälters läuft dieser Prozeß ohne äußere Einwirkung ab, solange die zur Verdampfung notwendige Niedertemperaturwärme von den Sonnenkollektoren bereitgestellt wird. Die durch die Sonnenkollektoren zugeführte Energie≡Energie≡ Energie ist die Fähigkeit eines Energieträgers eine physikalische Arbeit zu verrichten. Sie kann die Wohnung oder Wasser erwärmen, Licht erzeugen, einen Motor drehen, einen Zug bewegen usw.. Angegeben wird die Energiemenge in kWh oder Joule. wird durch das Speichersystem auf ein nutzbares Temperaturniveau angehoben (Temperaturhub). Die Brauchwassererwärmung kann durch einen getrennten Bereitschaftsspeicher erfolgen, oder im Durchflußprinzip durch Parallelschaltung≡Parallelschaltung≡ In einer Parallelschaltung werden elektrische Gleichspannungsquellen, wie Solarzellen, Solarstrommodule oder Batterien parallel verschaltet, also Pluspol an Pluspol und Minuspol an Minuspol. Die Parallelschaltung dient der Erhöhung der Kapazität bzw. der entnehmbaren Leistung. Auch Heizkörper in einem Zweirohrsystem sind im Grunde parallel geschaltet, was dafür sorgt, dass jeder angeschlossene Heizkörper näherungsweise mit der gleichen Vorlauftemperatur versorgt wird. Parallel geschaltete Warmwasserspeicher oder Pufferspeicher führen zu einer Erhöhung der Schüttleistung bzw. Erhöhung der Speicherkapazität. Auch Heizkessel lassen sich zur Erhöhung der Leistung in einer Parallelschaltung betrieben. mehrerer Speichermodule.

Prinzipdarstellung einer Solar-Heizungsanlage mit einem entsprechend groß dimensionierten Sorptionsspeicher. Im Sommer werden die Speicher geladen, im Winter die benötigte Wärme entnommen.

Mit dem Speicher, so ist verschiedenen Pressemitteilungen zu entnehmen, soll der jährliche Heizenergiebedarf≡Heizenergiebedarf≡
Mit Heizenergiebedarf ist jene berechnete Energiemenge gemeint, die dem Heizsystem insgesamt in Form von Brennstoffen, Fernwärme oder Strom, zugeführt werden müsste, um den Heizwärmebedarf Q_h für einen Raum, eine Gebäudezone oder ein ganzes Gebäude bereitzustellen. Der Heizenergiebedarf berücksichtigt den Wirkungsgrad der Wärmeerzeugung bzw. Umwandlung und fällt also um die Verluste höher aus als der dimensionsgleiche Heizwärmebedarf. Betrachtet man den Heizenergiebedarf für ein ganzes Jahr, so spricht man von Jahres-Heizenergiebedarf. eines Niedrigenergiehauses gedeckt werden können. Entwickelt wird der Speicher vom Eberswalder Solartechnologie-Unternehmen UFE-Solar gemeinsam mit dem Frauenhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg.