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Abb. 4: Kiesbefüllung des Speichers
© Pfeil & Koch ingenieurgesellschaft GmbH & Co

Abb. 5: Die Sekundärtasche entsteht durch das Aufschweißen einer Verbindungsfolie von einer Primärtasche zur nächsten.
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Innovative Ansätze beim Langzeitwärmespeicher

Die Wärme, die die Kollektoren liefern, wird entweder in den Pufferspeicher geladen und von dort direkt im Nahwärmenetz genutzt oder im 4.500 m³ Kies-Wasser- Wärmespeicher eingelagert. Im Sommer kann der Speicher bis zu einer Temperatur von 80°C beladen werden. Die Entladung findet zunächst direkt statt. Ab etwa 35°C kann eine 60-kW-Wärmepumpe den Wärmespeicher bis auf 10°C entladen und so dafür sorgen, dass seine Wärmekapazität voll ausgenutzt wird. Hieraus resultieren höhere Nutzungsgrade bei Wärmegewinnung und -speicherung.

Speicherfüllung

In Eggenstein kam ein mit Kies, Sand und Wasser gefüllter Erdbecken-Wärmespeicher zum Einsatz. Nach Aushub der Speichergrube zeigte sich, dass im Untergrund fast nur Sand und kaum Kies vorhanden sind. Um die Baukosten gering zu halten, wurde anzufahrender Kies nur im unteren und oberen Bereich des das Speichervolumen bildenden Doppelkegelstumpfes eingebaut. Der mittlere Teil, ca. 50% des Gesamtvolumens, wurde mit dem ausgehobenen und an der Baustelle zwischengelagerten Sand aufgefüllt.

Be- und Entladung

Zwei Brunnen, die in die untere und obere Kiesschicht eingebunden sind, beladen den Wärmespeicher im direkten Wasseraustausch über den Deckel. Da sich die Strömungsrichtung durch die Brunnen vom Sommer zum Winter umdreht, dienen diese jeweils abwechselnd als Förder- oder als Schluckbrunnen.

Wärmedämmung und Abdichtung

Der Speicher ist am Boden und in den Wänden mit 50 cm Blähglasgranulat und auf dem Speicherdeckel mit 90 cm Schaumglasschotter wärmegedämmt. Die äußere Abdichtung besteht aus einer Folie auf PEBasis, in die in der Mitte Aluminium einlaminiert wurde. Das Material kann geschweißt werden und sichert die Wasserdampfdichtigkeit. Die Primär- und Sekundärtaschen bestehen ebenfalls aus Kunststofffolie. Die Erstgenannten werden auf die Folie geschweißt, es wird Blähglasgranulat hineingeblasen, anschließend werden sie evakuiert. Die Sekundärtaschen entstehen automatisch zwischen den Primärtaschen durch Aufschweißen einer Verbindungsfolie von einer Primärtasche zur nächsten. Die Sekundärtaschen werden ebenfalls mit Granulat gefüllt und evakuiert. An insgesamt 30 Prüffeldern an Boden, Wand und Decke wird überprüft, ob der so entstandene Unterdruck konstant bleibt. Durch die konstante Prüfung auf Unterdruck werden auch kleine, undichte Stellen frühzeitig bemerkt.

Bauweise

Da sich der Grundwasserspiegel 7,5 Meter unter der Geländeoberkante befindet, war es nicht möglich, den kompletten Speicher unterirdisch zu bauen. Aus thermodynamischen Gründen und da eine geringe Oberfläche erstrebenswert ist, war das Ziel eine kompakte und hohe Bauweise. Mit drei Metern über der Geländeoberkante entstand schließlich ein Kies-Wasser-Langzeitwärmespeicher, der sich zum Teil oberirdisch befindet. Die Speichersole ist sieben Meter unter der Erde. Die Abdichtung der Außenwand durch Kunststofffolie trägt mit dazu bei, dass auch bei einem möglichen Ansteigen des Grundwasserpegels durch Hochwasser keine Beeinträchtigung des Speicherbetriebs stattfindet.

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Langzeitwärmespeicher
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