Für noch mehr Sonne im Tank

28.01.2010: Mehr als elf Millionen Quadratmeter Kollektorfläche von Solarthermieanlagen waren 2008 nach Angaben des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit in Deutschland installiert - mehr als 210.000 Anlagen seien 2008 neu errichtet worden, doppelt so viele wie noch im Jahr zuvor. Solarthermieanlagen können zur Erwärmung von Trinkwasser sowie für die Produktion von heißem Wasser für Heizungsanlagen genutzt werden. "Die Speicher werden heute immer größer, außerdem sind für den vermehrten Einsatz in Heizungssystemen höhere Temperaturen nötig", sagt Dr. Thorsten Urbaneck, Bereichsleiter "Thermische Energiespeicher" an der Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz, und ergänzt: "Zudem sollen längere Speicherperioden von bis zu drei Monaten erreicht werden, weshalb es wichtig ist, die Verluste der Speicher zu minimieren."

Gemeinsam mit dem mittelständischen Unternehmen Haase GFK-Technik GmbH aus Sachsen optimieren die Chemnitzer Wissenschaftler die Speichertechnik und passen die Produktpalette des Unternehmens an. Grundlage dafür sind Forschungsergebnisse, die die Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz gemeinsam mit Wissenschaftlern der TU Ilmenau in einem 2008 abgeschlossenen Projekt erzielt haben.

Im Mittelpunkt der Arbeit der TU-Wissenschaftler steht die Be- und Entladung der Speicher. "Die Schichtung des Wassers im Speicher nach Temperatur ist wichtig", sagt Urbaneck und erklärt: "Ein Speicher mit 40 Grad warmem Wasser hat zwar die selbe Energie, wie ein Speicher, in dem je zur Hälfte 30 und 50 Grad warmes Wasser geschichtet ist. Aber gerade für Heizungen braucht man höhere Temperaturen. Die Energie ist mehr wert, wenn höhere und niedrigere Temperaturschichten zur Verfügung stehen, als wenn der Wassertank eine mittlere Temperatur hat." Deshalb soll ausgenutzt werden, dass die Sonne mittags intensiver strahlt als morgens und abends und so das Wasser dann stärker erhitzt. Das Be- und Entladesystem, an dem die Chemnitzer gemeinsam mit der Firma Haase derzeit arbeiten, basiert auf dem Dichteunterschied zwischen kälterem und wärmerem Wasser und ist preiswerter sowie robuster als bisher existierende Lösungen, die beispielsweise mit Reglern arbeiten.