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Grundwissen

Speicherung von thermischer Energie

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Wärmespeicher sind im Haushaltsbereich schon seit längerer Zeit bekannt, so kann man z.B. mit dem billigeren Nachtstrom einen Wärmespeicher aufheizen und damit untertags die Wohnung erwärmen. Als Speichermedium dient Schamott (feuerfestes Gestein mit hohem Aluminiumoxid-Anteil) oder Wasser. Inzwischen sind aber die Preise für Nachtstrom auch gestiegen, sodass diese Heizungsart sowohl aus wirtschaftlicher, aber besonders auch aus ökologischer Sicht fraglich geworden ist.

Bei der Nutzung solarer Energie werden auch in unseren Breiten Solarkollektoren eingesetzt, bei denen die Strahlungsenergie der Sonne in innere Energie des Wassers umgewandelt wird.

Auch hier werden Warmwasserspeicher verwendet. In der nebenstehenden Abbildung kann dem Speicher sowohl vom Kollektor als auch vom Heizkessel Energie zugeführt werden. Man spricht in diesem Fall von einem Hybrid-Speicher.

Neben Wärmespeichern für ein einzelnes Zimmer oder ein Einfamilienhaus gibt es inzwischen auch schon größere Wärmespeicher, welche die Energie auch über längere Zeit mit nur geringen Verlusten speichern können. Der nebenstehend abgebildete Heißwasser-Wärmespeicher in Friedrichshafen (12.000 m3 Speichervolumen) dient im Endausbau der Versorgung von bis zu 570 Wohneinheiten eines Neubaugebiets.

Neben den oben besprochenen Speichermedien (Wasser, Schamott) gibt noch weitere Speichermöglichkeiten, die hier nur erwähnt werden sollen. Genaueres kannst du bei BINE (vgl. Link) erfahren.

  • Latentwärmespeicher
    Die Speicherung geschieht in erster Linie nicht durch eine Temperaturerhöhung des Mediums, sondern durch eine Änderung des Aggregatszustande (meist von fest nach flüssig).
  • Chemische Wärmespeicher
    Hier wird die Wärme zunächst dazu verwendet eine chemische Reaktion auszulösen, die nur stattfindet, wenn Wärme zur Verfügung steht:

A + B + Energie → C + D

Dabei wandeln sich bei Zugabe der Wärme die Stoffe A und B (meist mit Hilfe eines Katalysators), in die Atome/Moleküle C und D um. Dies ist die Speicherreaktion, die zugeführte Energie ist in der chemischen Energie der Stoffe C und D gespeichert.
Ein Teil der gespeicherten Energie kann durch die Umkehrreaktion zurückgewonnen werden:

   

 

C + D  →  A + B + Energie'

Eine sehr ausführliche Darstellung der Wärmespeicherung bei bine: http://www.bine.info

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