Grundidee

Als saisonale Wärmespeicherung bezeichnet man die Speicherung von Wärme über lange Perioden, dies können mehrere Wochen bis Monate sein.

Ursprung

Die Sonne liefert in den Monaten Mai bis September rund 65% der im Jahr in Deutschland eingestrahlten Sonnenenergie, die den Wärmebedarf in dieser Zeit zu 100% decken könnten. Der hauptsächliche Wärmeverbrauch von Wohngebäuden liegt dagegen mit 65% zwischen Oktober und April, solarer Deckungsanteil^ℹ️ dagegen nur bei 7%. Die überschüssige, während der Solarsaison^ℹ️ nicht genutzte Wärme muss also für strahlungsärmere Monate gespeichert werden. Hierzu werden saisonale Wärmespeicher verwendet, die über die Sommermonate mit Solarwärme aus großen solarthermischen Kollektorfeldern beladen werden, um damit im Winter die, über ein Wärmenetz angeschlossenen Gebäude zu heizen.

Weiterentwicklung

Seit 2010 werden in Dänemark und in Deutschland komplexe Energie-Versorgungssysteme für Strom und Wärme entwickelt, die große Wärmespeicher benötigen. Diese werden multifunktional genutzt, um z.B. als Speicherlastpuffer die gekoppelte Wärme- und Stromproduktion eines BHKW´s zu optimieren und um zusätzliche Solarwärme siasonal zu speichern. In Hamburg wurde im Oktober 2011 der erste, in ein Fernwärmenetz integrierte, Multifunktions-Wärmespeicher in Betrieb genommen.

Aktuelle Forschungsvorhaben konzentrieren sich daher auf die folgenden drei Schwerpunkte:

• Erweiterung des Grundlagenwissens, das für die Realisierung von saisonalen Wärmespeichern notwendig ist.
• Realisierung von weiteren Pilotprojekten zur solaren Wärmespeicherung und die damit verbundene Verbreitung der Technologie.
• Optimierung der Anlagen aus Basis der Erfahrung mit den Pilotprojekten mit dem Ziel, ein optimales Kosten-Nutzen-Verhältnis unter Berücksichtigung aller wirtschaftlichen und gesamtenergetischen Gesichtspunkte zu erreichen.

Ziel

Die zukünftige Energieversorgung der Bundesrepublik Deutschland wird verstärkt saisonale Wärmespeicherung einsetzen müssen, wenn die CO2-Minderungsziele der Bundesregierung erreicht werden sollen. Darin sind sich die, in Szenarien-Berechnung führenden Forschungsinstitute wie das ITT des DLR^ℹ️, das Wuppertal Institut oder die Prognos AG einig.

Solares Wärmeangebot und Wärmebedarf

In folgenden Grafiken wird der Zusammenhang von solarem Wärmeangebot im Sommer und dem winterlichen Wärmebedarf deutlich.