Übersicht Speicher in Solaranlagen

Brennstoffe stehen das ganze Jahr über gleichmäßig zur Verfügung, die Sonnenenergie nicht. Ihr Angebot ist starken Schwankungen unterworfen (siehe »› Einstrahlung, solarer Deckungsgrad und Wärmebedarf). Die Warmwasserbereitung wird daher in der Regel bivalent, d.h. über zwei voneinander unabhängige Möglichkeiten erfolgen müssen. Reicht die zugeführte Solarenergie nicht, muss das konventionelle Heizgerät einspringen und die fehlende Wärme bereitstellen. Aber auch im Sommerhalbjahr erfolgt die Wärmezufuhr vom Kollektor nicht kontinuierlich. Witterungs- und tageszeitlichbedingte Schwankungen müssen ausgeglichen werden. Schließlich duscht man im Allgemeinen  dann nicht, wenn die Sonne am intensivsten scheint - am Mittag. Zur Nutzung der solaren Energie ist ein Speicher erforderlich, dessen notwendige Größe vor allem vom Wärmebedarf abhängt. 

Speicher stellen in Solaranlagen eine bedeutende Komponente dar. Von ihrer Größe, ihrem Aufbau und der Einbindung in das hydraulische System hängt der Wirkungsgrad der Solaranlage und der solare Deckungsgrad stark ab. Im Bild: Endkontrolle in der Speicherfertigung, Bildquelle: Solvis GmbH & Co KG

Die Speicherkapazität von Speichern ist proportional zum Produkt der Dichte mal spezifische Wärmekapazität des verwendeten Speichermediums, sowie zur nutzbaren Temperaturdifferenz zwischen Ladung und Entladung. Wasser, das am häufigsten verwendete Speichermedium, erreicht hier mit einem Wert von r×cp = 1,16 Wh/Liter einen der höchsten Werte unter den Flüssigkeiten. Es ist also als Speichermedium gut geeignet und völlig ungefährlich. Nachteilig ist die geringe nutzbare Temperaturdifferenz. Bei einer nutzbaren Temperaturspreizung von 40 K (z.B. obere Speichertemperatur 80° untere Speichertemperatur 40°C) wird somit eine Energiedichte von ca. 46,4 kWh/m3 erreicht. Einem 80 °C warmen 1000 Liter Speicher kann bis zur einer Abkühlung auf 40 °C in 4 h jeweils etwa 11 kW Wärmeleistung entziehen. 

Grundsätzlich setzt die Nutzung der Sonnenwärme für die Warmwasserbereitung eine hohe Speicherkapazität voraus. Ist es ein Wasserspeicher, stellen sich die Fragen:

Neben der Größe bestimmen weitere Speichereigenschaften die Güte einer Solaranlage.

Die Steigerung der Energiedichte und damit der Kapazität steht im Vordergrund einer Reihe von Forschungsprojekten zu neuen Speichermedien.