Wärme besser nutzen

In diesem Sommer stiegen die Temperaturen deutschlandweit vielerorts auf mehr als 40 Grad Celsius. Das Potential solarer Wärme war riesig und blieb dennoch oft ungenutzt. „Kostengünstige Wärmespeicher können hier Abhilfe schaffen – auch wenn es darum geht, Abwärme sinnvoll zu nutzen“, sagt PD Dr. Thorsten Urbaneck, Bereichsleiter Thermische Energiespeicherung an der Professur Technische Thermodynamik der Technischen Universität Chemnitz. Gespeicherte Wärme lasse sich nicht nur in Wärmenetzen einsetzen, mit Hilfe thermischer Kältemaschinen könne beispielsweise auch in Gebäuden für ausreichend kaltes Klima gesorgt werden. Forscher der TU Chemnitz und der Universität Stuttgart entwickeln derzeit gemeinsam mit Ingenieuren der Firma FARMATIC aus Nortorf (Schleswig-Holstein) ein Konzept für einen kostengünstigen Wärmespeicher in Segmentbauweise. Am Projekt „Oberirdische Speicher in Segmentbauweise für Wärmeversorgungssysteme“ (OBSERW) sind zudem der Dicht- und Dämmstoffhersteller Sika Deutschland, BASF – Polyurethan und die 3M Deutschland beteiligt. Das Forschungsprojekt läuft noch bis Anfang 2018 und wird innerhalb der Forschungsinitiative Energiespeicher vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.

„Es gibt nicht den einen idealen Standardspeicher. Jedes Energiedepot muss individuell an die Gegebenheiten angepasst werden, im Vordergrund stehen dabei die Bedürfnisse der Verbraucher in Kommunen, Siedlungen oder Industrieparks“, erklärt Urbaneck. Deshalb sollen die Wärmespeicher der Zukunft am Einsatzort aus modularen Stahlsegmenten auf einem Betonfundament zusammengesetzt und verschraubt werden. „Form und Größe der Speicher lassen sich so sehr flexibel anpassen“, sagt der Chemnitzer Forscher. Das Fassungsvermögen der bisher angedachten Speicher liege zwischen 500 und 8.000 Kubikmeter Wasser.

Die Motivation zur Speicherung in Segmentbauweise kam Urbaneck bereits 2003. Damals plante er gemeinsam mit der Stadtwerke Chemnitz AG (heute: eins energie in Sachsen GmbH und Co. KG) den ersten Kurzzeit-Großkältespeichers Deutschlands an der Georgstraße in Chemnitz. Er beinhaltet 3.500 Kubikmeter kaltes Wasser und versorgt heute viele Abnehmer der Stadt über ein 4,5 Kilometer langes Rohrsystem mit Fernkälte – darunter die Oper, Museen, Einkaufszentren und die Universität. Diesem Pilotprojekt, das noch heute von Urbaneck betreut wird, folgten mittlerweile Speicher in Biberach, Freiberg und Freiburg. Auch am entstehenden Flughafen Berlin Brandenburg setzt man auf Kaltwasserspeicher aus Chemnitz. Die Erfahrungen aus der Kältespeicherung werden nun auf Warmwasserspeicher übertragen. Ein Pilotspeicher wird derzeit mit einem Fassungsvermögen von 100 Kubikmeter in Nortorf errichtet, bei dem auch ein neuer Wandaufbau erstmals in der Praxis getestet werden soll. „Unser Ziel ist es, die Errichtungskosten im Vergleich zu anderen Speicherkonzepten möglichst niedrig zu halten, den Materialeinsatz zu minimieren und den Speicher innerhalb weniger Wochen zu errichten“, sagt Urbaneck. Weiterhin solle sich der neue Wärmespeicher durch niedrige Wärmeverluste, eine hohe Ladeleistung und dauerhafte Dichtigkeit auszeichnen. „Die gewonnen Erkenntnisse sollen später auf viel größere Speicher übertragen werden“, blickt Urbaneck voraus.

Publikationshinweis: Die in Chemnitz gesammelten Erfahrungen der Kältespeicherung bilden im neu erschienenen BINE-Fachbuch „Kühlen und Klimatisieren mit Wärme“ einen Schwerpunkt. Federführende Autoren sind PD Dr. Thorsten Urbaneck von der TU Chemnitz, Bereichsleiter Thermische Energiespeicher, und Dr. Hans-Martin Henning, Abteilungsleiter am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme.

Weitere Informationen erteilt PD Dr. Thorsten Urbaneck, Professur Technische Thermodynamik, Telefon 0371 531-32463, E-Mail thorsten.urbaneck@mb.tu-chemnitz.de.

http://www.obserw.de – Homepage des Projektes OBSERW