Wärmspeicher

Wärmespeicher sind Anlagen oder Bauteile, die thermische Energie speichern, um sie später abrufen zu können. Sie entkoppeln Erzeugung und Verbrauch zeitlich und verbessern die Nutzung von Wärmequellen wie Solarthermie, Abwärme, Wärmepumpen oder Fernwärmenetzen. Grundtypen sind sensibler Speicher, latent speichernde Materialien und thermochemische Speicher, jeweils mit unterschiedlichen Eigenschaften und Kosten.

Sensible Speicher speichern Energie durch Temperaturerhöhung eines Speichermaterials, meist Wasser in isolierten Tanks oder Feststoffe wie Kies oder Erde. Vorteile: einfache Bauweise, geringe Kosten, robuste Technik. Nachteile: relativ niedrige Energiedichte und größere Volumen im Vergleich zu anderen Speichertypen; Verluste durch Wärmeleitung und Strahlung.

Latenter Speicher setzen Phasenwechselmaterialien (PCM) ein, die bei einer bestimmten Temperatur schmelzen oder erstarren. Sie bieten hohe Energiedichte und konstante Betriebstemperaturen, benötigen aber spezialisierte Behälter, Kosten und eine Langzeitstabilität der Materialien.

Thermochemische Speicher arbeiten mit reversiblen chemischen Reaktionen. Sie können große Energiemengen speichern und geringe Selbstentladung aufweisen, besitzen jedoch komplexe Technik und höhere Kosten. Sie sind gut geeignet für saisonale Speicher, wenn geeignetes Reaktionsmaterial vorhanden ist.

Anwendungen umfassen Solarwärme für Brauchwasser und Heizung, saisonale Speichersysteme unterirdisch oder in Speichertürmen, Nah- bzw. Fernwärmeverteilung und Integration mit Wärmepumpen. Die Planung berücksichtigt Temperaturbereich, Speicherkapazität, Lade- und Entladeleistung sowie Verluste durch Dämmung.

Durch Wärmespeicher lassen sich erneuerbare Wärme besser nutzen, Netzstabilität erhöhen und die Kopplung von Wärme- und Stromsystemen verbessern.

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