Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Entwicklung eines kosteng\u00fcnstigen Konzeptes zum Bau eines saisonalen Speichers mit W\u00e4rmetauscherrohren, bei dem als Speichermedium der Erdaushub und Wasser verwendet wird. Bau eines Pilotspeichers mit 300-400 m\u00b3 Speichervolumen unter Einsatz von Materialien und Techniken, die auf Speicher mit Volumen von 5.000-20.000 m\u00b3 \u00fcbertragbar sind. Ziel des Projektes ist die Erprobung des Speicherkonzeptes und die Untersuchung der Temperaturverteilung im Speicher.
\nDurch den Vergleich von Messungen und Simulationsrechnungen sollen zus\u00e4tzlich Ergebnisse gewonnen werden, die die Simulation derartiger Speicher verbessern.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIn der Phase der Planung und Detailauslegung sollen die Gr\u00f6\u00dfen der Komponenten Kollektorfeld, Speicher und Verbraucher, speicherspezifische Parameter wie St\u00e4rke der W\u00e4rmed\u00e4mmung und Rohrabstand des W\u00e4rmetauschersystems, sowie Kosten der Einzelkomponenten so aufeinander abgestimmt werden, dass man ein kostenoptimiertes System erh\u00e4lt. Dynamische Simulationsrechnungen der gesamten Anlage und Parameterstudien werden durchgef\u00fchrt.
\nW\u00e4hrend der messtechnischen Begleitung werden die Einzelkomponenten sowie das Gesamtsystem energetisch bilanziert. Daf\u00fcr werden alle wichtigen W\u00e4rmestr\u00f6me mit Durchflussmessern und Temperatursensoren ermittelt. Eine Variation der Regelparameter, die das Zusammenwirken von Speicher, Kollektorfeld und Heizung beeinflussen, soll zu einer optimierten Regelstrategie f\u00fchren. Die Temperaturverteilung im Speicher wird mittels Temperatursensoren aufgenommen und liefert Erkenntnisse \u00fcber die W\u00e4rme\u00fcbertragungsgr\u00f6\u00dfen bei Ein- und Ausspeichervorg\u00e4ngen.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
\u00b7 Es ist nicht m\u00f6glich nur \u00fcber einfache Temperaturf\u00fchler W\u00e4rmeverluste \u00fcber die Speicherau\u00dfenfl\u00e4chen (W\u00e4nde, Boden, Deckel) zu bilanzieren. Es m\u00fcssen kostenintensive W\u00e4rmestrommessplatten eingesetzt werden.
\n\u00b7 Ein indirektes Be- und Entladesystem \u00fcber Rohrschlangen, wie es in diesem Pilotspeicher ausgef\u00fchrt wurde, ist bei kleinen und mittleren Speichergr\u00f6\u00dfen (<2.000 m\u00b3) von der Leistungsf\u00e4higkeit ausreichend und kosteng\u00fcnstig. Bei gr\u00f6\u00dferen Speichern sollte auf ein direktes System \u00fcbergegangen werden. Die Gr\u00fcnde sind die mit der Speichergr\u00f6\u00dfe linear wachsenden Kosten und Bauarbeiten des indirekten Be- und Entladesystems, die das Kostenreduktionspotential negativ beeinflussen.\n\u00b7 Die Speicherabdichtung sollte doppellagig und permanent \u00fcberpr\u00fcfbar ausgef\u00fchrt werden. Dies ist speziell w\u00e4hrend der Bauphase wichtig, da hier mit schwerem Bauger\u00e4t im Speicher gearbeitet wird, und eine Verletzung der Abdichtfolie selbst bei intensiver Bau\u00fcberwachung nicht ausgeschlossen werden kann.\n\u00b7 Bei der hydraulischen Verschaltung der Gesamtanlage sollte auf Einfachheit und hydraulische Trennung der verschiedenen Kreise geachtet werden. Zum Beispiel kann ein Tages-Pufferspeicher zentral in eine solche Anlage integriert werden.\n\u00b7 Eine einfache Hydraulik erm\u00f6glicht eine Vereinfachung der Regelstrategie, so dass wenn m\u00f6glich marktg\u00e4ngige, bew\u00e4hrte Regler eingesetzt werden k\u00f6nnen.\n\u00b7 Zur Erh\u00f6hung der volumenspezifischen W\u00e4rmespeicherkapazit\u00e4t eines solchen Speichers sollte dessen nutzbare Temperaturdifferenz erh\u00f6ht werden. Zur Realisierung h\u00f6herer Temperaturen bis auf 95\u00b0C m\u00fcssen andere Materialien f\u00fcr die W\u00e4rmed\u00e4mmung und speziell f\u00fcr die Abdichtung gefunden werden. Hierzu sind Materialtests und Weiterentwicklungen durchzuf\u00fchren. Des weiteren k\u00f6nnte man dem Speicher zus\u00e4tzliche W\u00e4rme \u00fcber eine W\u00e4rmepumpe entziehen und so den Speicher bis auf Temperaturen von 0-5\u00b0C abk\u00fchlen.\n\u00b7 Die Ausf\u00fchrung der W\u00e4rmed\u00e4mmung als Plattenmaterial hat sich bei der Gr\u00f6\u00dfe des Pilotspeichers bew\u00e4hrt. F\u00fcr gro\u00dfe Speicher sollte f\u00fcr einen einfacheren und schnelleren Bauablauf ein W\u00e4rmed\u00e4mmmaterial eingesetzt werden, das gro\u00dffl\u00e4chig z.B. durch Einblasen oder Sch\u00fctten aufgebracht werden kann.\n\n\n\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation\n\n\u00b7 Solaranlagen mit Langzeitw\u00e4rmespeicher zur Heizungsunterst\u00fctzung und Brauchwassererw\u00e4rmung, 7. Symposium Thermische Solarenergie, April 1997, Staffelstein\n\u00b7 seasonal storage of solar energy for an appartment\/office building, North Sun97, Juni 1997, Finnland und Megastock97, Juni 1997, Japan\n\n\nFazit\n\n\u00b7 Die in 6 Monaten eingespeiste Energie wird mit der 1. Heizperiode in ca. 4 Wochen aufgebraucht.\n\u00b7 Der Solaranteil am Gesamtw\u00e4rmebedarf betr\u00e4gt im 1. Jahr 31%, wobei ein Gro\u00dfteil der solaren Energie direkt genutzt wird. Die saisonal gespeicherte W\u00e4rmemenge konnte nicht ermittelt werden, weil weder die in den Speicher, noch die aus dem Speicher entnommenen W\u00e4rmemengen gemes-sen wurden.\nDie H\u00f6he der notwendigen Investitionen und die Risiken beim Bau eines Erdw\u00e4rmespeichers sind bei den heutigen Energiepreisen zu hoch.\n<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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