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Hummelsberger nimmt ersten Pufferspeicher in Betrieb

Vakuumspeicher erhöht solaren Deckungsgrad

18.07.2011, 05:16

Vakuumsuperisolationsspeicher der Firma Hummelsberger
Der erste Vakuumspeicher im Praxiseinsatz steht außen vor dem Gebäude. © Hummelsberger

Ein wichtiges Ziel der Anbieter von Solarthermieanlagen ist es, höhere solare Deckungsgrade zu erzielen. Dabei kommt der Speichertechnik eine Schlüsselrolle zu. Neben Speicherkonzepten, die auf neue Werkstoffe wie Phasen-Wechsel-Materialien oder auf die thermochemische Wärmespeicherung setzen, wird auch an der Weiterentwicklung der herkömmlichen Wasserspeicher gearbeitet. Ein vielversprechender Ansatz ist dabei die Verbesserung der Wärmedämmung mit Hilfe der Vakuumisolation. Die Methode ist neu, sie kommt aus der Tieftemperaturtechnik. Doch die Entwicklungsphase ist abgeschlossen, verkündet das mittelständische Stahl- und Metallbauunternehmen Hummelsberger Schlosserei GmbH. Bereits im Mai 2011 habe der erste Vakuum-Pufferspeicher den Betrieb aufgenommen. Angepeilt ist bei dem Pilotprojekt ein solarer Deckungsgrad von 70 Prozent.

Der erste Vakuumisolationsspeicher im Praxiseinsatz hat ein Volumen von 11.000 Litern. 55 Quadratmeter Flachkollektoren auf dem Dach des Gebäudes ernten die Solarwärme, die dort eingetragen wird. "Dank des super Wetters in den vergangenen Wochen ist der Speicher momentan prall gefüllt", berichtet Jürgen Melzer, Geschäftsführer der Hummelsberger Schlosserei. Ein Großteil der Wärmeenergie wird lange erhalten bleiben, denn der Speicher kühlt sich pro Tag gerade mal um 0,2 Grad Kelvin ab. Dieser Wert wurde am 15.000 Liter fassenden Prototypen gemessen, bei größeren Modellen dürfte er eher noch kleiner ausfallen.

Die Vakuumisolationstechnik für Tanks ist nicht neu. Sie hat sich seit vielen Jahren in der Tieftemperaturtechnik bewährt, etwa bei Flüssiggastanks, in denen mehrere hundert Grad minus herrschen. Der Speicher funktioniert im Prinzip wie eine Thermoskanne. Allerdings wird der Zwischenraum zwischen den zwei ineinandergeschachtelten Stahlzylindern des Speichers zunächst mit einem mikroporöses Perlit-Pulver gefüllt und erst dann evakuiert. Die Wärmeleitfähigkeit der Behälterwand sinkt durch dieses Vakuumsuperisolation genannte Verfahren auf 0,005 W/mK und erreicht damit laut Melzer Dämmwerte, die bis zu zehn mal besser sind als bei herkömmlicher Isolation: "Die Auskühlzeit, die heute bei wenigen Tagen liegt, steigt auf mehrere Wochen und Monate."

Die besondere Herausforderung bei der Übertragung der Superisolationstechnik von der Tieftemperaturtechnik auf die Speicherung von Solarwärme lag dem Hummelsberger-Geschäftsführer zufolge darin, zu lernen, die Ausdehnung des Stahls bei hohen Temperaturen zu beherrschen. "Bei einer möglichen Temperaturdifferenz zwischen innen und außen von 100 Grad dehnt sich der innere Stahlbehälter bis zu fünf Zentimeter aus", berichtet Melzer. Wie das Problem gelöst wurde, bleibt Betriebsgeheimnis.

Bei der Entwicklung hat die Schlosserei mit dem Forschungsinstitut für erneuerbare Energien ZAE Bayern zusammengearbeitet. Dieses hat im Rahmen einer Vorstudie auch Simulationsrechnungen durchgeführt. Danach lassen sich in einem neu gebauten Einfamilienhaus mit 200 Quadratmetern Wohnfläche, 50 Quadratmetern Flachkollektoren sowie einem 5.000-Liter-Vakuumspeicher 65 Prozent der Energie für Heizung- und Warmwasser einsparen. Bei einem Altbau beträgt die Energieeinsparung 35 Prozent.

Die Preise der Vakuumspeicher liegen je nach Größe mehr oder weniger über denen herkömmlicher Speicher. Ein 11.000-Liter-Speicher ist laut Melzer etwa 30 bis 40 Prozent teurer, er kostet laut Preisliste rund 22.000 Euro plus Mehrwertsteuer. "Aber ab 20 Kubikmetern sind wir nicht mehr weit weg von den herkömmlich gedämmten Tanks", ergänzt der Geschäftsführer. Weil mit dem größeren Volumen ein beträchtlicher Teil der Kollektorfläche eingespart werden könne, ließen sich unter Umständen sogar die Gesamtkosten von Solarthermieanlagen reduzieren.

Von unserer Redakteurin Silke Thole.

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