Thermobatterie
Die Thermobatterie
Die Thermobatterie
Was wäre wenn....
Ernergiewende 2.0
Die größte Herausforderung im Bereich der erneuerbaren Energien ist nicht die Erzeugung, sondern die Speicherung von Wärme und Strom. Generell kann zwar auch unter den klimatischen Bedingungen in Deutschland im Jahr genügend Wärme aus Sonne und Wind erzeugt werden, um eine Vollversorgung zu gewährleisten - problematisch ist aber die räumliche und vor allem die zeitliche Verteilung über das Jahr. Ziel muss es also sein, Produkte zu entwickeln, die Wärme möglichst langfristig und weitgehend verlustfrei speichern können.
Ein grundlegendes Merkmal der Thermobatterie ist, dass sie Wärme speichert, die nicht sofort verbraucht werden kann. Auch überschüssiger Strom kommt für die Aufladung in Frage, allerdings kann die gespeicherte Wärme nicht mehr in Strom umgewandelt werden. Prinzipiell macht der Einsatz der Thermobatterie nur in Verbindung mit erneuerbaren Energien Sinn. In allen anderen Fällen (industrielle Abwärme, Blockheizkraft) ist Energiesparen wirtschaftlicher.
Im Bereich der erneuerbaren Energien sind die Rahmenbedingungen nicht genau definiert: Sonne und Wind "funktionieren" nicht planmäßig. Nutzung und Bereitstellung der Wärme stehen zudem in einer Wechselwirkung, die zu analysieren ist. Generell gilt, dass eine möglichst breite Verteilung auf viele Nutzer die Effiziens der Thermobatterie verbesserst.
Die TechnologieDas Prinzip
Die unterkühlte Schmelze:Die Firma HM hat in Form der Thermobatterie einen Latentwärmespeicher auf Basis der sogenannten "unterkühlten Schmelze" entwickelt. Die unterkühlte Schmelze ist ein Zustand, der auch bei Wärmekissen zum Einsatz kommt. Sie bezeichnet in der Thermodynamik die Absenkung der Temperatur einer Flüssigkeit unter den eigentlichen Erstarrungspunkt, ohne dass diese jedoch fest wird. Die unterkühlte Flüssigkeit hat damit eine niedrigere Temperatur als ihrem Aggregatszustand entspricht. In diesem Zustand wird die latent enthaltene Wärme langfristig gespeichert und kann mit der Auslösung (= Kristallisation) gezielt freigesetzt werden. Damit ist die Nutzung von z. B. Sonnen- und Windenergie nicht mehr an den unmittelbaren Verbrauch gebunden.
Latentwärmespeicher:Gemeinhin werden auch Speicher, die lediglich den Phasenwechsel nutzen, bereits Latentspeicher genannt. Gegenwärtig bietet nur die FIrma HM Heizkörper
die Latentspeicherung zur Warmwassererzeugung / Heizungsunterstützung auch in der unterkühlten Schmelze an. Unterscheiden lassen sich begrifflich die passive Latentspeicherung (im Phasenwechsel wird ohne weiteren Eingriff Wärme aufgenommen bzw. abgegeben, ohne dass eine Temperaturänderung stattfindet) und die aktive Latentspeicherung (in der unterkühlten Schmelze wird die gespeicherte Wärme mit einem Impuls gezielt abgerufen).
Modularer Aufbau:Die SU-C Version der Thermobatterie setzt sich zusammen aus mehreren identischen Edelstahlzylindern (Durchmesser ca. 500mm, Höhe ca. 2.000mm). In den einzelnen Speichern wird die eingebrachte Wärme langfristig im Speichermedium Natriumacetat-Trihydrat gespeichert.Der modulare Aufbau ermöglicht einerseits eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Anforderungen. Andererseits kann eine Thermobatterie-Anlage auch nach und nach ausgebaut werden. Darüber hinaus sind Upgrades und Weiterentwicklungen leicht nachzurüsten.
Die Technologie
Das Prinzip
Die unterkühlte Schmelze:
Die Firma HM hat in Form der Thermobatterie einen Latentwärmespeicher auf Basis der sogenannten "unterkühlten Schmelze" entwickelt. Die unterkühlte Schmelze ist ein Zustand, der auch bei Wärmekissen zum Einsatz kommt. Sie bezeichnet in der Thermodynamik die Absenkung der Temperatur einer Flüssigkeit unter den eigentlichen Erstarrungspunkt, ohne dass diese jedoch fest wird. Die unterkühlte Flüssigkeit hat damit eine niedrigere Temperatur als ihrem Aggregatszustand entspricht. In diesem Zustand wird die latent enthaltene Wärme langfristig gespeichert und kann mit der Auslösung (= Kristallisation) gezielt freigesetzt werden. Damit ist die Nutzung von z. B. Sonnen- und Windenergie nicht mehr an den unmittelbaren Verbrauch gebunden.
Latentwärmespeicher:
Gemeinhin werden auch Speicher, die lediglich den Phasenwechsel nutzen, bereits Latentspeicher genannt. Gegenwärtig bietet nur die FIrma HM Heizkörper
die Latentspeicherung zur Warmwassererzeugung / Heizungsunterstützung auch in der unterkühlten Schmelze an. Unterscheiden lassen sich begrifflich die passive Latentspeicherung (im Phasenwechsel wird ohne weiteren Eingriff Wärme aufgenommen bzw. abgegeben, ohne dass eine Temperaturänderung stattfindet) und die aktive Latentspeicherung (in der unterkühlten Schmelze wird die gespeicherte Wärme mit einem Impuls gezielt abgerufen).
Modularer Aufbau:
Die SU-C Version der Thermobatterie setzt sich zusammen aus mehreren identischen Edelstahlzylindern (Durchmesser ca. 500mm, Höhe ca. 2.000mm). In den einzelnen Speichern wird die eingebrachte Wärme langfristig im Speichermedium Natriumacetat-Trihydrat gespeichert.
Der modulare Aufbau ermöglicht einerseits eine flexible Anpassung an unterschiedlichste Anforderungen. Andererseits kann eine Thermobatterie-Anlage auch nach und nach ausgebaut werden. Darüber hinaus sind Upgrades und Weiterentwicklungen leicht nachzurüsten.
Die Thermobatterie LOT
Beim LOT handelt es sich um einen konventionell einsatzfähigen Edelstahlspeicher, bei dem on top die Latentspeicherung in der unterkühlten Schmelze möglich ist.
Während das latente Speichervolumen zunächst nur einen Teil der Gesamtspeicherkapazität darstellt, sind in diesem Modell bereits alle Prozesse präsent, die auch in der SU-C-Ausführung der Thermobatterie zum Einsatz kommen. Der LOT dient damit einerseits als Testprojekt für die Erprobung der Speicherung mittels unterkühlter Schmelze – andererseits kommt der LOT auch als Vorstufe für einen späteren Vollversions-Ausbau unter Berücksichtigung der konkreten Bedarfslage des Nutzers in Frage.