Langzeit-Wärmespeicher machen Prozesswärme einfacher nutzbar

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Wärmeenergie aus BHKW soll das ganze Jahr über nutzbar sein

Um Wärmeverluste im Betrieb zu minimieren, entwickelte Cupasol zudem eine eigens auf die Integration zwischen BHKW und Nahwärmenetz zugeschnittene Hydraulik, die einen hohen Nutzungsgrad von durchschnittlich 70 % sicherstellt, wie das Unternehmen berichtet. Auf diese Weise könnten sehr große Mengen thermischer Energie das ganze Jahr über gespeichert und genutzt werden. Das Ergebnis: Die im Sommer überschüssig produzierte Wärme stehe den Anwendern auch im Herbst und Winter zur Verfügung – zusätzlich zu der in der kalten Jahreszeit selbst erzeugten Energie. Da die Steuerung des Wärmespeichers flexibel auf die ständig schwankenden Temperaturen und Volumenströme in den Nahwärmenetzen reagiere, ließen sich die Netze stabil regeln.

Die Dämmung sorge für nur geringe Wärmeverluste: Laut Hersteller dauert die Abkühlung vom heißem Wasser mit einer Temperatur von 90 auf 30 °C im Speicher bei Nichtnutzung circa zwei Jahre. Als Energieaufwand komme noch der Stromverbrauch von etwa 1500 kWh/a hinzu. Diese Kosten sind dann aber auch die einzigen Betriebskosten des Speichers, wie das Unternehmen auf Anfrage von MM MaschinenMarkt erläutert.

Zentrale Steuerung misst, regelt und visualisiert alle Temperaturen und Energieströme

Die oberirdisch und freistehenden Speicher seien allseitig isoliert. Eine separate innere Dichtschicht und der Wegfall von Wanddurchführungen sorgen in dem geschlossenen System nach Herstellerangaben für eine dauerhafte Dichtheit. Das bis auf 95 °C erhitzte Wasser bleibe so im Speicher und werde zur Be- und Entladung der Wärmeenergie mit Umwälzpumpen durch Wärmetauscher transportiert. Alle Temperaturen und Energieströme würden dabei über eine zentrale Steuerung automatisch gemessen, geregelt und visualisiert. Da sämtliche technischen Komponenten auf der Außenseite angebracht seien und der Leichtbaudeckel sich abnehmen lasse, seien Revisions- und Wartungsarbeiten leicht durchzuführen.

Allerdings stellt das Gewicht der gefüllten Langzeit-Wärmespeicher bei einem Volumen von bis zu 5000 m³ doch einige Anforderungen an die baulichen Gegebenheiten: Der erforderliche Baugrund muss eine zulässige Bodenpressung von mindestens 250 kN/m² aufweisen, wie Cupasol informiert. Der Bettungsmodul Ks müsse mindestens 25 MN/m³ betragen. Für Erdarbeiten gelte die Bodenklasse 3-5. Die Aufstellfläche für den Speicher beträgt laut Hersteller circa 30 m Durchmesser. Außerdem seien eine breite Zufahrt mit mindestens 3,5 m sowie ein Kranstellplatz erforderlich.

Im Gegensatz zu Solarbatterien für Photovoltaikanlagen ist das Potenzial thermischer Energiespeicher zur ganzjährigen Nutzung von Wärme nach Ansicht des Unternehmens so gut wie nicht ausgeschöpft. „Das öffentliche Bewusstsein nimmt erst langsam wahr, dass die Nutzung von Wärme im Vergleich zum Strom ungleich höhere Kosten produziert“, erläutert Hegele.

Erst wenige Anbieter am Markt für Wärmespeicher

Während auf dem Markt der Stromspeicher zahlreiche Unternehmen agierten, sei die Zahl der Anbieter thermischer Langzeit-Energiespeicher in Größen von über 1000 m³ sehr überschaubar: Cupasol ist nach eigenen Angaben in Deutschland das einzige Unternehmen auf diesem Gebiet und bietet große Wärmespeicher im Gesamtpaket aus Speicher, Steuerung und Hydraulik an. „Gerade mit der ganzjährigen Wärmenutzung lassen sich enorme Einsparungen erzielen“, sagt der Cupasol-Geschäfsführer. So erlaubten die thermischen Energiespeicher über die eigene Wärmenutzung hinaus auch die Vermarktung und den Weiterverkauf von größeren beziehungsweise überschüssig produzierten Wärmemengen. Staatliche Förderprogramme unterstützten diese Art der Wärmespeicherung. Allgemein liege die Amortisationszeit für einen Langzeit-Wärmespeicher bei drei bis sieben Jahren.

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