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Solarthermie Speicher

Da das Angebot an SolarwärmeSolarwärme
Was bedeuted Solarthermie? -> Lexikoneintrag
oft nicht zeitgleich mit der Wärmenachfrage auftritt, ist eine Speicherung der Sonnenwärme in Wärmespeichern wichtig. Es gibt verschiedene solarthermische Wärmespeicher, die sich nach Art der Anwendung unterscheiden.

Man unterscheidet zwischen der zeitlichen Arbeitsweise

Langzeitspeicher

Langzeitspeicher speichern die Wärme für mehre Wochen. Sie wurden speziell zum Ausgleich saisonaler Wärmeunterschiede konzipiert. Langzeitspeicher haben daher ein deutlich größeres Volumen.

Kurzzeitspeicher

Kurzzeitspeicher speichern die Wärme nur für wenige Stunden oder Tage. Hierfür werden vorwiegend selbstständig stehende Wasserspeicher eingesetzt, aber auch thermochemische Wärmespeicher können geeignet sein.

Weiterhin lassen sich Speicher in verschiedene Temperaturbereiche unterteilen

Niedertemperaturspeicher

Niedertemperaturspeicher für Temperaturen kleiner 100°C

Mitteltemperaturspeicher

Mitteltemperaturspeicher für Temperaturen zwischen 100°C und 500°C

Hochtemperaturspeicher

Hochtemperaturspeicher für Temperaturen über 500°C

Letztendlich gibt es noch verschiedene Arten der Wärmespeicherung

Sensible Wärmespeicher

Sensible Wärmespeicher verändern beim Lade- oder Entladevorgang ihre fühlbare Temperatur.

Latentwärmespeicher

Latentwärmespeicherung ist die Speicherung durch Änderung von Aggregatzuständen. Meistens ist das der Übergang (Enthalpie reversibler thermodynamischer Zustandsänderungen) von fest zu flüssig. Seltener umgekehrt.

Thermochemische Speicherung

Thermochemische Speicherung oder Sorptionsspeicherung speichert die Wärme mit Hilfe von endo und exothermen Reaktionen. Dies ist eine nahezu verlustfreie Speicherung größerer Wärmemengen über längere Zeiträume. Diese Technik ist teuer und nicht so umweltfreundlich ist wie Sensible Wärmespeicher mit dem Medium Wasser.

Schichten mit dem Wärmeträgermedium Wasser

Da wir in diesem Portal in erster Linie Informationen für Besitzer von Ein- bzw. Zweifamilienhäuser ohne Anbindung an ein Nahwärmenetz liefern, betrachten wir nur die häufigste Installationsart, die Niedertemperaturspeicher zur Speicherung sensibler Wärme mit dem Wärmeträgermedium Wasser.

Wasser ist ein hervorragendes Wärmeträgermedium, da es durch seine hohe spezifische Wärmekapazität und seine relativ niedrige Viskosität gute Voraussetzungen für die technische Umsetzung (Wärmespeicherung) mitbringt.

Mit zunehmender Temperatur nimmt die Dichte von Wasser ab. Diese zweite wichtige Eigenschaft bietet die Möglichkeit, kaltes und warmes Wasser in einem Speicher durch Schichten zu trennen. Warmes Wasser steigt wegen der geringeren Dichte nach oben, das kalte mit größerer Dichte bleibt unten im Speicher. Hohe und schlanke Speicherbauformen unterstützten diesen Effekt.

Eingebaute Aufströmrohre werden bei größeren Schichtenspeichern zur gezielten Einschichtung der Konvektionsströme in den Zonen mit gleicher Temperatur eingesetzt.Zusätzlich kann im Speicherboden beim Kaltwasserzulauf durch Prallbleche die Strömung in horizontale Richtung abgelenkt werden. Somit werden unerwünschte Verwirbelungen und thermische Vermischungen vorgebeugt.

Dämmung der Speicher

Trotz der hohen spezifischen Wärmekapazität von Wasser, ist eine aufwändige Dämmung sehr wichtig. Diese verlangsamt die sonst schnellen Wärmeverluste auf ein Minimum.

Speichertypen

Die von uns betrachteten Speicher sind immer bivalent. Dies bedeutet, sie können über die Solaranlage und eine Einrichtung zum eventuellen Nachheizen mittels einer anderen Energiequelle mit Wärme versorgt werden. In der Regel die Heizungsanlage. Wenn die Sonne nicht genügend Energie liefert um den Wärmbedarf zu decken, wird diese zugeschaltet.

Zweispeichersysteme

Beim Zweispeichersystem werden zwei Speicher in Reihe verschaltet.

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