Eine Forschergruppe unter der Leitung der Technischen Universität Eindhoven in den Niederlanden hat einen Prototyp eines solarbetriebenen thermochemischen Speichersystems entwickelt, das von Solarkollektoren erzeugte Wärmeenergie speichert.
Die Wissenschaftler erklärten, die Neuheit ihrer Arbeit bestehe in der Anwendung einer neuartigen simulationsbasierten Methodik zur Untersuchung des Verhaltens des Systems in einem renovierten Wohnhaus mit einer Luft-Wärmepumpe und ohne Gasversorgung.
„Die vorgeschlagene Methode integriert die Simulation der Gebäudeleistung und ein datengesteuertes Ersatzmodell und ermöglicht die Optimierung der Systemauslegung auf der Grundlage spezifischer Gebäudeanforderungen und -merkmale“, erklärten sie. „Die Reduzierung des importierten Stroms ist ein geeigneter Indikator für die Bewertung des Wertes, den das System dem Hausbesitzer bringen kann.“
Die Wärmebatterie besteht aus einem Speichermodul auf der Basis von Kaliumkarbonat (K2CO3), einem der vielversprechendsten thermochemischen Speichermaterialien für solche Anwendungen, und einem strombetriebenen mechanischen System, das kontinuierliche Lade- oder Entladeleistungen aufrechterhält.
Im Lademodus erhält die Wärmebatterie die Eingangstemperatur und den Massendurchsatz der Ladeflüssigkeit in den Wärmetauschern. Gleichzeitig regelt sie die Leistung des Ventilators, der Pumpe und anderer Komponenten. Im Entlademodus verwendet die Batterie einen ähnlichen Satz von Eingangs- und Ausgangsvariablen, indem sie die Austrittstemperatur der entsprechenden Flüssigkeit, die tatsächliche Ladeleistung und die elektrische Leistung berechnet.
„Nach Beendigung des Lade- oder Entladevorgangs werden diese Komponenten abgeschaltet, um die Wärmebatterie in den Stand-by-Modus zu versetzen, wenn der Wärmeverlust vernachlässigbar ist“, so die Wissenschaftler.
Sie gingen davon aus, dass die Wärmebatterie ein Speichervolumen von 320 Liter oder 93 Kilowattstunden und die Solarkollektoren eine Gesamtfläche von 8 Quadratmetern haben. Außerdem gingen sie davon aus, dass die Wärmepumpe eine Nennheizleistung von 12 Kilowatt und eine Leistungszahl (COP) von 4,0 hat. Das Haus befindet sich in Eindhoven und hat einen jährlichen Stromverbrauch von 9 Megawattstunden.
Anhand der Simulationen fand die Gruppe heraus, dass die neuartige Batterie in der Lage ist, die von den Solarkollektoren stammende Wärmeenergie zu „verdauen“ und den jährlichen Stromverbrauch der Wohnung für die Heizung um 0,7 bis 1,0 Megawattstunden zu senken. Außerdem wurde festgestellt, dass eine Vergrößerung des Speichervolumens der Batterie zu einer Verringerung des Wärmekomforts führen kann und dass die optimale Größe zwischen 80 und 160 Litern liegen sollte.
„Das Ergebnis deutet auch darauf hin, dass es sich nicht lohnt, das Speichervolumen zu erhöhen, um eine saisonale Speicherung zu erreichen, da der Platz für die Wärmebatterie und die Solarkollektoren in einem Einfamilienhaus begrenzt ist, insbesondere im Vergleich zum spezifischen Nutzen von Wassertanks mit demselben Speichervolumen“, so die Wissenschaftler. „All diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass eine kleine Wärmebatterie für diesen Anwendungsfall der täglichen Speicherung praktischer sein könnte als eine große Wärmebatterie, da sowohl die Speicherkapazität als auch die Lade-/Entladeleistung effizient genutzt werden können.“
Das System wurde in der Studie „A design optimization method for solar-driven thermochemical storage systems based on building performance simulation“ vorgestellt, die im „Journal of Energy Storage“ veröffentlicht ist. Der Forschungsgruppe gehören auch Wissenschaftler des niederländischen Unternehmens Cellcius B.V. an, das Wärmebatterien herstellt.
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Ich habe lange nicht mehr etwas gelesen, wo ein technischer Sachverhalt so komplett unverständlich beschrieben wird, wie in diesem Artikel
Hallo
93 KW/h sind ungefähr die Energiemenge von 10 l Heizöl oder 12 cbm Erdgas – also Pipifax – wer zahlt eigentlich Leute,die ohne vorher den Rahmen abzuchecken, an einem solchen Blödsinn forschen.
So schwer verständlich der Artikel geschrieben war: Ich habe ihm entnommen, dass es am sinnvollsten sei eine Wärmemenge zu speichern, die etwa dem Tagesbedarf entspricht. 10l Heizöl an 150 Tagen macht 1500l. Das wäre kein besonders hoher Wärmedämmstandard. Die Wärmeschutzverordnung 1995 sah für EFHs 10l Heizöl pro Quadratmeter und Jahr vor, unter 7 spricht man von Niedrigenergiehäusern, bei einem Passivhaus sind es nur 1,5l, pro Tag (bei 150m²) also gerade mal 2l, wenn die Heizzeit 100 Tage beträgt. Das eigentliche Problem bei solchen Aktivelementen ist: Sie rechnen sich nur, wenn das Haus einen verhältnismäßig hohen Energieverbrauch hat. Meist sind aber passive Einsparungen durch Wärmedämmung, Sonnenenergienutzung durch große Fensterscheiben etc. günstiger, als die aktiven Elemente.
Solche Anlagen kommen eher für größere Einheiten, Mehrfamilienhäuser, Wohnanlagen oder ein ganzes Quartier, in Frage. Das passt dann bloß wieder nicht zu dem Bestreben vieler Misanthropen, völlig unabhängig von ihrer Umgebung zu sein.
Solche konfusen Artikel entstehen, wenn der Autor den Sachverhalt nicht verstanden hat. Oder ist das ein KI versuch?
Interesaant ist so ne Technik…schon da aus kleinen neuen Forschungen oftmals sich etwas ganz grosses entwickeln kann, ein Fuss vor dem Anderen. Bei der Solartechnik sind derzeit auch grosse Schritte drin, angefangen haben die rwcht klein. Und mal abgesehen davon wenn man schon Klugscheisst sollte man wissen das die Energie von 93 kW/h in nur ca 9.3 l Heizöl sind bzw. in 8.5kubikmeter Erdgas. Selber wahrscheinlich nie was eigenes entwickelt oder geschaffen, weil das Potential nicht reicht aber jetzt meckern. Solche Menschen würden noch in Höhlen leben und Beeren essen, weils fpr die Jagd nicht reicht Auch was die Batterietechnik anbetrifft wurden hier erstmal ganz kleine Fortschritte erzielt, und diese ist immer noch nicht befriedigend. Mein 25.2kW/h Speicher wiegt über 250kg, davon sind alleine 200kg Batterien und diese sind extrem teuer. Damals war die Technik ein grosser Fortschritt, doch reicht dies? Nein! Und Wasserstoff im Verkehrbeinzusetzwn ist ebenfalls vollkommender Unsinn, hier gibtbesneine bessere und sicherere Alternative diensich Grün herstellen lässt und somit Grün genutzt werden kann…..Aber Höhlenmenschen wissen es besser, Schönen Gruss vom Herrn Dunning und Herrn Kruger. Der Text dagegen ist vollkommen planlos und unverständlich, endweder schreibt das jemand der es selber nicht kapiert hat oder jemand der so dermassen abgedreht ist und hochgestochen, das er seine Gedanken nicht mehr ordnen und sich nicht ordentlich mitteilen kann. Ich tippe auf Erstes, da es mittlerweile so dermassen schlechte Jounalisten gibt, die viel reden bzw. schreiben nur der Inhalt und auch deren Rechtschreibung ist ne Kathastrophe. Ihre Recherche und Wissen über die betreffenen Themen beruht auf bei weitem nicht mal dem sogenannten Halbwissen.
Auch wenn das hier nach Nischenprodukt klingt und wahrscheinlich nie die Serienreife erreicht, so ist das Verfahren mal ausprobiert und hochskaliert worden. Immerhin wissen wir nun, was nicht alltagstauglich ist…ist doch auch was.
@PeterGötz:
…wer Kilowattstunden mit KW/h abkürzt, sollte nicht mit Steinen werfen….
Wie schon oben erwähnt, liegt das Problem wohl eher im Artikelschreiber als in den Studienerstellern…
– Wie ist der Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Batterien, wie die Lebensdauer?
– Wird die Einsparung von 0,7 bis 1 Mwh/a mit den 80-160 Litern erreicht, oder mit 320 Litern?
– Wie wird die „von Solarkollektoren erzeugte Wärmeenergie“ erzeugt? Im Speicher – mittels thermochemischem Prozess oder im „strombetriebenen mechanischen System? Oder per Heizstab (Widerstandsheizung)?
– Und was hat diese Batterietechnik mit der Simulation zu tun? Könnte nicht eine konventionelle Batterie mit 20-45 kWh (also der Kapazität von 80-160 Litern dieser Batterie) die gleiche Einsparung bewirken?
Fragen über Fragen…
– Wie ist der Wirkungsgrad im Vergleich zu herkömmlichen Batterien, wie die Lebensdauer?
– Wird die Einsparung von 0,7 bis 1 Mwh/a mit den 80-160 Litern erreicht, oder mit 320 Litern?
– Wie wird die „von Solarkollektoren erzeugte Wärmeenergie“ erzeugt? Im Speicher selber – mittels thermochemischem Prozess oder im „strombetriebenen mechanischen System“? Oder per Heizstab (Widerstandsheizung)?
– Und was hat diese Batterietechnik mit der Simulation zu tun? Könnte nicht eine konventionelle Batterie mit 20-45 kWh (also der Kapazität von 80-160 Litern dieser Batterie) die gleiche Einsparung bewirken?
Sie haben das Wort „Batterie“ missverstanden. Gemeint ist schlicht ein Wärmespeicher, allerdings gefüllt mit einem Salz, das größere Mengen latente Wärme aufnimmt, als ein einfacher Wasserspeicher das könnte. Das hatte der Herr Bellini wohl nicht gemerkt. Die Idee selbst ist nicht neu, hat sich aber bisher nicht durchsetzen können. Ob mit „Solarkollektoren“ PV-Module gemeint sind, oder doch das, was ich unter einem Solarkollektor – zur Unterscheidung von PV-Modulen – verstehen würde, nämlich eine Vorrichtung zur direkten Erwärmung eines Wärmeträgers durch Sonnenlicht, das wird leider auch nicht klar. Möglicherweise ist Herrn Bellini abgesehen von den sprachlichen Feinheiten auch der technische Unterschied nicht klar.
Wirklich sicher sein kann man sich angesichts des chaotischen Textes allerdings nicht.
Große Wärmespeicher zB Sandspeicher bis 1000°C sind ein alter Hut
Für ein EFH braucht man 50cbm – ist etwas groß – Baugenehmigung wird wohl ein Problem.
Solche Ideen haben wir an der TU München vor 40 Jahren berechnet und ausprobiert
El. Nachtwärmespeicher sind das Gleiche – aber halt zu klein.
Kann jeder selbst bauen, der etwas Ahnung hat.
Bei den aktuen Einspeisevergütungen und den aktuellen Gaspreisen aber unterhalb der Rentatibität.