Wer eine Solaranlage zur Beheizung seines Gebäudes nutzen möchte, braucht zugleich einen Wärmespeicher. Denn die Sonne scheint im Sommer am intensivsten, geheizt wird jedoch im Winter. Ein Speicher überbrückt diese Zeitspanne, indem er die Energie aufnimmt und dann verfügbar macht, wenn sie benötigt wird. Der Sorptionsspeicher verspricht dafür eine besonders hohe Speicherdichte.

Was ist ein Sorptionsspeicher?

Der klassische Wasserspeicher dürfte den meisten geläufig sein. Ein Sorptionsspeicher funktioniert anders: Er ist ein thermochemischer Wärmespeicher, der auf einer chemischen Reaktion beruht. Im Speicher befindet sich ein stark poröses Granulat, in der Regel Silicagel, das dank seiner feinen Struktur eine sehr große innere Oberfläche besitzt. Zusätzlich enthält der Speicher Wasser. Anders als im Wasserspeicher dient das Wasser hier nicht als Speichermedium, sondern als Arbeitsmedium.

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Dem Speicher wird Luft mit hoher Temperatur zugeführt. Das im Granulat gebundene Wasser verdunstet, der Wasserdampf gelangt in einen Kondensator und wird dort verflüssigt. Getrennt vom Granulat bleibt die Energie so gespeichert.	Nun wird Wärme mit niedriger Temperatur zugeführt. Das Wasser verdampft erneut, der Dampf lagert sich an den großen inneren Oberflächen des Granulats an. Dabei wird Wärmeenergie frei, die Sie für Ihre Heizung nutzen.

Alternativ zu Silicagel lassen sich weitere Speichermedien wie Zeolithe verwenden. Der Vorteil von Silicagel liegt in der niedrigeren Betriebstemperatur von rund 40 bis 100 Grad Celsius. Zeolith benötigt dagegen 100 bis 300 Grad Celsius, Metallhydrid sogar 280 bis 500 Grad Celsius, was den technischen Aufwand deutlich erhöht.

Sorptionsspeicher im Vergleich zum Wasserspeicher

Im Vergleich zeigen sich klare Vorzüge der thermochemischen Speicher, allen voran die hohe Speicherdichte. Sie beträgt etwa 200 bis 300 Kilowattstunden pro Kubikmeter, während Wasserspeicher nur rund 60 Kilowattstunden pro Kubikmeter erreichen. Das bedeutet: Entweder speichern Sie im gleichen Volumen deutlich mehr Wärme, oder Sie sparen bei gleicher Wärmemenge erheblich Platz im Keller. Ein weiterer Pluspunkt ist, dass thermochemische Speicher die Wärme nahezu verlustfrei über lange Zeiträume halten, während ein Wasserspeicher mit der Zeit auskühlt.

Trotz dieser Vorteile setzen viele weiterhin auf Wasserspeicher. Der Grund ist nachvollziehbar: Sorptionsspeicher sind in der Anschaffung teurer und technisch aufwendiger. Den höheren Kosten stehen jedoch die Energieeffizienz und die große Speicherkapazität gegenüber, mit denen sich der Verbrauch konventioneller Energie senken lässt.

Ausblick

Aufgrund der hohen Speichereffizienz dürften thermochemische Speicher an Bedeutung gewinnen, insbesondere für die saisonale Speicherung von Solarwärme, die mit Wasserspeichern kaum wirtschaftlich darstellbar ist. Mittlerweile eröffnen mobile Sorptionsspeicher sogar neue Möglichkeiten: Sie werden zum Beispiel an einem Standort mit Solaranlagen aufgeladen und anschließend zum Abnehmer transportiert. Diese Variante eignet sich für Gebäude, bei denen der Platz auf dem Dach nicht ausreicht, kommt derzeit aber vor allem für industrielle Anwendungen infrage. Für den privaten Einsatz bleibt der Sorptionsspeicher bislang eine Nischenlösung, deren Bedeutung mit dem technischen Fortschritt und dem wachsenden Interesse an effizienter Wärmespeicherung jedoch zunehmen könnte.

Für wen sich die Technik eignet

Ob sich ein Sorptionsspeicher lohnt, hängt stark vom Einzelfall ab. Für Standardanwendungen im Einfamilienhaus ist der bewährte Wasserspeicher meist die wirtschaftlichere Wahl. Interessant wird die Technik dort, wo Platz knapp ist, Wärme über lange Zeiträume verlustfrei bevorratet werden soll oder besondere Anforderungen an die Speicherdichte bestehen. Wer über eine solche Lösung nachdenkt, sollte sich die aktuellen technischen Daten und Preise beim Hersteller einholen und gemeinsam mit einem Fachbetrieb prüfen, ob sich der Mehraufwand im konkreten Fall rechnet. Da sich der Markt für innovative Wärmespeicher weiterentwickelt, lohnt es sich, die Entwicklung im Blick zu behalten.

Sorptionsspeicher im Zusammenspiel mit der Heizung

Ein Sorptionsspeicher entfaltet seinen Nutzen vor allem im Zusammenspiel mit einer solarthermischen Anlage. Die im Sommer reichlich vorhandene Sonnenwärme wird eingespeichert und steht in der Heizperiode zur Verfügung, ohne dass sie wie bei einem Wasserspeicher mit der Zeit verloren geht. Damit adressiert die Technik genau die zentrale Herausforderung der Solarwärme, nämlich die zeitliche Kluft zwischen Angebot im Sommer und Bedarf im Winter. In der Praxis müssen für einen wirtschaftlichen Betrieb jedoch die Anschaffungskosten, der Platzbedarf und die technische Komplexität zum jeweiligen Gebäude passen. Deshalb ist eine sorgfältige Planung durch Fachleute unerlässlich, die den tatsächlichen Wärmebedarf und die baulichen Voraussetzungen berücksichtigt und den Speicher optimal in das Heizsystem einbindet.

Insgesamt zeigt der Sorptionsspeicher, wie sich die Wärmespeicherung weiterentwickelt. Die hohe Speicherdichte und die nahezu verlustfreie Langzeitspeicherung machen die Technik zu einem vielversprechenden Ansatz, insbesondere für die Verknüpfung von Solarwärme mit dem winterlichen Heizbedarf. Noch stehen die höheren Kosten und die technische Komplexität einer breiten Verbreitung im Wege. Mit fortschreitender Entwicklung, sinkenden Kosten und wachsendem Interesse an effizienter Wärmenutzung könnte sich das jedoch ändern. Für Eigentümer, die über besonders effiziente Speicherlösungen nachdenken, lohnt es sich, die Technik im Auge zu behalten und die Beratung durch Fachleute zu suchen.