Solar- und Pufferspeicher

Um Wind- oder Sonnenenergie unabhängig von Wetterverhältnissen oder Tageszeit für die Beheizung oder die Warmwasserbereitung nutzen zu können, muss sie bevorratet bzw. gespeichert werden. Eine gängige Methode dabei ist die Zwischenspeicherung in Pufferspeichern, auch Wärmespeicher oder, wenn die Wärme von Solarkollektoren kommt, Solarspeicher genannt. Pufferspeicher sind aber nicht nur in Kombination mit Solaranlagen sinnvoll, sondern auch mit Wärmepumpen, besonders Luft/Wasser-Wärmepumpen, die die tagsüber in der Regel wärmere Außenluft effizienter in Heizwärme umsetzen können als die kältere Nachtluft. Sie sind somit wichtiger Bestandteil einer Heizungs- und/oder Warmwasseranlage, wenn Wärmeenergie regenerativ gewonnen wurde.

Gallerie

Arten von Speichern

Mittlerweile gibt es verschiedene Arten von Pufferspeichern, die je nach Anforderung eingesetzt werden können:

  • Der klassische Wärmespeicher besteht aus einem einfachen, wärmegedämmten Behälter, in dem altes und neues Wasser vermischt werden und in dem deshalb überall dieselbe Temperatur vorherrscht. Diese veraltete Form findet sich heute nur noch bei kleinen Speichern.
  • Multivalente Speicher nehmen Wärme von mehreren, verschiedenen Wärmequellen zur gleichen Zeit auf, zum Beispiel von der Solarthermieanlage und der Wärmepumpe.
  • In Schichtladespeichern ist das Wasser in unterschiedlich warmen Schichten gespeichert. Das Auskühlen des Speichers wird so verlangsamt, was Energie und somit Kosten spart.
  • Ein Kombinationsspeicher besitzt einen Tank im Tank, in dem sich das Trinkwasser befindet, das vom umgebenden Heizwasser erwärmt wird.
  • Ein Hybridspeicher ist ein kombinierter Pufferspeicher für Wärmepumpen und Photovoltaikanlagen: Ein Batteriespeicher wird mit Solarstrom geladen. Ist er voll, wird mit überschüssigem Strom eine Heizpatrone betrieben, die das Wasser im Wärmespeicher aufheizt.
  • Der integrierte Pufferspeicher ist in der Inneneinheit einer Wärmepumpe integriert und verbraucht somit keinen zusätzlichen Aufstellplatz.
Größe von Pufferspeichern
Das Fassungsvermögen eines Speichers richtet sich nach dem individuellen Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser. Der Speicher sollte nicht zu klein (unterdimensioniert) sein, aber auch nicht zu groß, um Wärmeverluste zu vermeiden. Bei der Dimensionierung eines Pufferspeichers gilt als Faustformel: Pro Kilowatt Leistung sollten 50 bis 100 Liter Speichervolumen bereitstehen (siehe auch Fachwissen zum Thema).

Speicheraufbau

Moderne Pufferspeicher sind nicht nur wirkungsvoll gedämmt, sondern schichten das Wasser in der Höhe. Der Solarwärmetauscher ist dabei im unteren, kalten Teil, der Heizungswärmetauscher im oberen, warmen Teil untergebracht. Dies erlaubt die optimale Nutzung des warmen Wassers, das von allein nach oben wandert und dort abgezapft werden kann. Im unteren Bereich wird das Kaltwasser so zugeführt, dass es zu keiner Durchmischung des Speicherinhalts kommt, beispielsweise mithilfe einer Prallplatte. Damit wird auch gewährleistet, dass kein unnötig großes Volumen vom Heizungssystem nacherwärmt wird. Je nach Speicherart kann das Wasser auch in verschiedenen Höhen zugeführt und entnommen werden, abhängig davon wofür das Warmwasser gebraucht wird und welche Temperatur gewünscht ist.

Vor- und Nachteile

Pufferspeicher sind eine einfache und dabei sehr effektive Lösung zur Speicherung von Wärme für Heizung und Warmwasser. Mehr noch sind sie ein wichtiges Bindeglied zwischen der Wärmeerzeugung (etwa Kollektoren oder Wärmepumpe) und den Verbrauchern, also der Fußbodenheizung oder dem Warmwasseranschluss. Der Pufferspeicher gleicht dabei ständig den Unterschied zwischen Wärmeangebot und Wärmebedarf aus. Deshalb sind Pufferspeicher besonders für die regenerative Energie- bzw. Wärmeerzeugung interessant, da diese nicht immer gleichbleibend möglich ist. Nachteile erwachsen allenfalls durch einen gewissen Verlust durch die Übergabe der Wärmeenergie und deren Speicherung. Im Verhältnis zu den enormen Vorteilen, die die Speicherung regenerativ erzeugter Energie jedoch bringt, sind diese Verluste vernachlässigbar.

Im Zusammenhang mit dem Einbau einer Anlage, die mit erneuerbaren Energien betrieben wird, sind Pufferspeicher als Teil eines Gebäudetechnik-Systems bei Neubauten oder Sanierungen förderfähig.

Das Thema der Speicherung wird in Zukunft eine hohe Relevanz im Anlagenbau haben, vor allem da der Ausbau erneuerbarer Energien immer weiter voranschreitet. Deshalb wird die Speicherung auf Baunetz Wissen im Thema Heizung separat noch einmal näher beleuchtet (siehe Surftipps).

Fachwissen zum Thema

Pufferspeicher werden meist vertikal aufgestellt und bevorraten thermische Energie für einen späteren bedarfsgerechten Verbrauch.

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Speicher

Dimensionierung von Pufferspeichern

Der wesentliche Faktor bei der Dimensionierung eines Pufferspeichers ist die Menge an Wärmeenergie, die vorgehalten werden muss, abhängig vom Wärmeerzeuger, der zu überbrückenden Zeitspanne und der Verbrauchsmenge.

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