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Erdspeicher für die Solarthermie

Wie kommt man an die Solarthermie, wenn sie gerade nicht produziert wird? Eine Antwort wäre die Nutzung von saisonalen Erdspeichern, die im Sommer die hohe Wärmeproduktion auffangen und im Winter wieder abgeben könnten.

Dass die Solarthermie also ein saisonales Problem hat, hat die Branche längst erkannt. Springer Vieweg-Autor Michael Sterner schreibt dazu in seinem Buchkapitel Speicherbedarf in der Wärmeversorgung auf Seite 156: „Nachdem die Solareinstrahlung zurückgegangen ist, sinken die Temperaturen im Kollektor, das Gas kondensiert und Druck und Temperatur in der Anlage sinken. Auf diese Art und Weise werden Schäden zwar vermieden, aber die Überschüsse nicht gespeichert oder genutzt. Abhilfe würde der Einsatz eines größeren Wärmespeichers … schaffen."

Festzustellen ist, dass wenn die Sonne scheint, der Bedarf an Solarthermie am geringsten ist und umgekehrt. Der Springerverlag veröffentlicht dazu folgende Zahlen: Von Mai bis September werden 65 Prozent der eingestrahlten Solarenergie in Wärme umgewandelt. Das ist die Zeit, in der sie am wenigsten benötigt wird. Im Umkehrschluss fallen von Oktober bis April 65 Prozent des hauptsächlichen Wärmeverbrauchs an. In dieser Zeit beträgt der Deckungsanteil beträgt aber nur 7 Prozent.

Das Problem ist aber nicht neu. Schon seit vielen Jahren wird in diesem Bereich geforscht und bereits vor 40 Jahren wurden in Schweden Erdspeicher entwickelt. Das Funktionsprinzip ist denkbar einfach: Im Erdreich befinden sich abgedeckte Wasserbecken. Das Wasser darin wird im Sommer erwärmt. Wird es dann im Herbst kühler, wird diese Wärme an das Wärmenetz abgegeben. Auch in Dänemark finden Forschungen diesbezüglich statt. Ein Beispiel für einen Erdwärmespeicher dort ist eine 17.500 Quadratmeter große Solarthermieanlage, die einen 200.000 Kubikmeter fassenden Erdwärmespeicher hat. Eine noch größere Anlage dieser Art gibt es nicht.

In Deutschland gibt es auch Bemühungen, Erdwärmespeicher zu entwickeln und zu integrieren. Vor 20 Jahren wurde in Neckarsulm-Amorbach ein Erdspeicher installiert. Dieser Speicher besitzt aber kein Wasserbecken, sondern 168 Erdsonden, die insgesamt 20.000 Kubikmeter fassen. Gerold Hesse vom Jena Geos Ingenieurbüro GmbH und Enrico Scholz von IAB Weimar gGmbH schätzen, dass sich momentan in Deutschland elf solcher Projekte befinden. Diese Projekte nutzen das Gestein durch Bohrungen – ähnlich wie beim Prinzip der Wärmepumpe.

Um Solarthermie zu speichern, gibt es auch die Möglichkeit, so genannte Aquifer-Wärmespeicher zu nutzen. Es handelt sich hierbei um ein offenes System, das wie eine Wasser-Wasser-Wärmepumpe funktioniert und vorhandenes Wasser von Grundwasserleitern und Wasserzirkulationen nutzt.