Latentwärmespeicher Eisspeicher Grafik Abbildung: Viessmann Werke

Besitzer von Solarthermieanlagen und Wärmepumpen stehen oft vor einem Dilemma: Im Sommer wird durch die hohe Sonneneinstrahlung viel Wärme erzeugt, aber nicht verbraucht, während sie im Winter fehlt. Optimal wäre es, die im Sommer gewonnene Wärmeenergie bis zum Bedarf im Winter zu speichern. Genau das ermöglicht ein Latentwärmespeicher. Anders als ein herkömmlicher Warmwasserspeicher kann er Wärme über lange Zeiträume nahezu verlustfrei konservieren und so Solarthermie oder Wärmepumpenheizung deutlich effizienter machen.

Das Wichtigste auf einen Blick

  • Ein Latentwärmespeicher nutzt den Phasenwechsel spezieller Materialien, um Wärme über lange Zeiträume nahezu verlustfrei zu speichern.
  • Als Speichermedien dienen unter anderem Wasser und Eis, Paraffin, Salz oder Zeolith.
  • Verbreitete Bauarten sind Eisspeicher, Paraffinspeicher und Salz-Thermobatterien.
  • Ob sich die Investition lohnt, hängt vom Einzelfall ab. Als Teil einer geförderten Solar- oder Wärmepumpenanlage kann der Speicher mit gefördert werden.

Funktionsweise von Latentwärmespeichern

Damit die Wärme so lange gespeichert werden kann, ist der Speicher mit einem speziellen Material befüllt. Solche Stoffe heißen Phasenwechselmaterialien (englisch Phase Changing Materials, PCM). Beim Phasenwechsel, etwa von fest zu flüssig, nehmen diese Materialien Energie auf. Zu ihnen gehören zum Beispiel Paraffin und Salz. Die zugeführte Energie bleibt als sogenannte latente Wärme im Stoff gebunden. Lässt man später gezielt bestimmte physikalische Bedingungen auf das Speichermedium wirken, kann die Energie auch nach langer Zeit wieder freigesetzt und genutzt werden.

Zu den Phasenwechselmaterialien zählt auch Zeolith, das in einigen Speichern eingesetzt wird. Entsprechende Systeme sind als Zeolith-Heizungen bekannt. Nachteile solcher Speicher bestehen derzeit noch im vergleichsweise hohen Preis sowie darin, dass das Be- und Entladen in bestimmten Temperaturbereichen technisch anspruchsvoll ist. Dennoch haben mehrere Hersteller die Technik zur Marktreife gebracht.

Drei Arten von Latentwärmespeichern

  1. Eisspeicher sind besonders geeignet für die Kombination aus Wärmepumpe und Solarthermie. Über einen im Erdreich vergrabenen Speicher und spezielle Wärmetauscher lässt sich Wärme über Monate hinweg speichern. Der Speicher nutzt die Kristallisationswärme, die beim Gefrieren von Wasser frei wird.
  2. Paraffinspeicher eignen sich auch als alleiniger Latentwärmespeicher für Solarheizungen. Sie haben etwa die fünffache Speicherkapazität eines herkömmlichen Wasserspeichers, benötigen aber nur rund ein Drittel des Platzes.
  3. Thermobatterien mit Salz können bis zu zwei Drittel der zugeführten Energie über viele Monate verlustfrei speichern und bei Bedarf wieder abgeben. Auch sie eignen sich für Solaranlagen.

Hersteller und Wirtschaftlichkeit

Inzwischen gibt es mehrere Hersteller mit ausgereiften Produkten, darunter Spezialanbieter für Zeolithspeicher sowie große Heizungshersteller wie Viessmann. Ob sich ein Latentwärmespeicher lohnt, ist immer eine Einzelfallentscheidung und hängt von der Heizungsart ebenso ab wie von den baulichen Voraussetzungen. Der Vorteil liegt darin, dass sich in der kalten Jahreszeit die Kosten für die Bereitstellung von Heizwärme senken lassen, weil im Sommer kostenlos gewonnene Wärme genutzt wird.

Förderung

Ein Latentwärmespeicher wird in der Regel nicht isoliert gefördert. Als notwendige Umfeldmaßnahme kann er jedoch Teil der förderfähigen Kosten sein, wenn er zusammen mit einem förderfähigen Wärmeerzeuger wie einer Solarthermieanlage oder einer Wärmepumpe installiert wird. Damit fließt der Speicher in die Bundesförderung für effiziente Gebäude ein. Der Antrag muss vor der Auftragsvergabe gestellt werden, und die aktuellen Konditionen sollten Sie vorab prüfen.

Vorteile und Grenzen der Technik

Der große Vorteil eines Latentwärmespeichers liegt in der hohen Energiedichte und der langen Speicherdauer: Auf gleichem Raum lässt sich deutlich mehr Wärme speichern als in einem klassischen Wasserspeicher, und die Wärme bleibt über Wochen bis Monate erhalten. Das macht die Technik besonders für die Überbrückung zwischen dem Wärmeüberschuss im Sommer und dem Bedarf im Winter interessant. Dem stehen als Grenzen der noch vergleichsweise hohe Preis, der Platzbedarf großer Eisspeicher im Erdreich sowie der technische Aufwand für Be- und Entladen gegenüber. Auch die Wirtschaftlichkeit hängt stark davon ab, wie gut der Speicher in das übrige Heizsystem eingebunden ist.

Für wen lohnt sich ein Latentwärmespeicher?

Am ehesten rechnet sich ein Latentwärmespeicher für Eigentümer, die auf eine Kombination aus Solarthermie oder Photovoltaik und Wärmepumpe setzen und einen möglichst hohen Anteil erneuerbarer Wärme selbst nutzen möchten. Ein Eisspeicher als Wärmequelle für die Wärmepumpe kann dabei die Erschließung des Erdreichs über Sonden ersetzen. Für ein einfaches Standardheizsystem ohne erneuerbare Komponenten lohnt sich die Investition dagegen selten. Ob sich ein solcher Speicher im konkreten Fall auszahlt, sollte anhand von Wärmebedarf, vorhandener Technik und Platzverhältnissen gemeinsam mit einem Fachbetrieb geprüft werden.

Fazit

Der Latentwärmespeicher ist eine spannende Technik, um im Sommer gewonnene Wärme für den Winter nutzbar zu machen und damit Solarthermie oder Wärmepumpe effizienter zu betreiben. Eisspeicher, Paraffinspeicher und Salz-Thermobatterien bieten dabei unterschiedliche Vor- und Nachteile hinsichtlich Platzbedarf, Kapazität und Kosten. Da die Investition noch vergleichsweise hoch ist, lohnt sich eine sorgfältige Einzelfallbetrachtung. In Verbindung mit einer geförderten Anlage lässt sich der Speicher zudem anteilig bezuschussen.

Noch ist der Latentwärmespeicher eine vergleichsweise junge Technik, die vor allem im Zusammenspiel mit Solarthermie, Photovoltaik und Wärmepumpe an Bedeutung gewinnt. Mit der zunehmenden Kopplung von Strom- und Wärmesektor dürfte das Interesse an saisonalen Speichern weiter steigen, sodass sich ein Blick auf die Entwicklung dieser Speichertechnik lohnt.