Was ist ein Erdsolespeicher?

Wie im Artikel “Solarthermie: Saisonale Wärmespeicher braucht das Land!” angekündigt, stellen wir auf unserem Blog Ecoquent Positions nach und nach verschiedene Systeme zur Speicherung solarer Energie vor. Diesmal stehen Erdsolespeicher auf dem Programm.

Erdsolespeicher – Solarenergie unter den Füßen

Ein Erdsolespeicher ist wie der in dieser Reihe bereits beschriebene eTank oder der Energiepfahl ein Bauteil beziehungsweise eine Anlage (im Verbund mit einer Wärmepumpe) zur Nutzung der natürlichen Geothermie unserer Erde, also der Erdwärme. Was Geothermie genau ist, haben wir Euch in unserem Artikel “Was ist Geothermie” anschaulich erklärt. Deshalb hier nur ganz kurz: Die Erdwärme ist die Eigenwärme unseres Planeten (gespeichert in alter Vorzeit sowie kontinuierlich produziert im Erdinneren) plus die Wärme, die von Sonnenstrahlen und warmer Luft in der Erdkruste gespeichert ist. Doch zurück zum heutigen Programmpunkt “Erdsolespeicher”.

Erdsole-Speicher: Rohrgitter unter der Bodenplatte

Diese Art Langzeitspeicher für thermische Energie ist eine Art Gitter aus Rohren, in denen die Flüssigkeit zur Aufnahme der solaren Erdwärme zirkuliert – ähnlich wie der eTank. Die Rohre sind je nach Ausführung aus besonders nachhaltigen, umweltgerechten Materialien und somit von langer Lebensdauer. Die Anordnung der Rohre variiert von System zu System, von Anbieter zu Anbieter. Je enger der Abstand zwischen den Rohren ist, desto geringer ist laut Experten der Wärmeverlust bei Übertragung. Verlegt werden die Rohre häufig mit einem sogenannten Muffensystem – das macht das Ganze unkompliziert und schnell.

Das Erdsolespeicher-Gitter wird direkt zwischen verschiedenen Sandschichten (die Art der Schichten variiert von Anbieter zu Anbieter) unter der Bodenplatte des Gebäudes gesetzt. Es greift also direkt die Geothermie ab, die quasi unter den Füßen der Hausbewohner gespeichert ist.

Erdsolespeicher plus Glasschaumschürze – innovative Dämmung

Eine innovative Lösung zur Isolierung ist die: Unter der Bodenplatte wird eine sogenannte Glasschaumschürze errichtet, die als druckfeste Perimeterdämmung (Wärmedämmung bei Bauteilen mit Erdberührung oder Außenberührung) fungiert. Das Innovative daran ist, dass der Glasschaum aus 100 Prozent sortiertem Altglas hergestellt wurde. Dazu wird das sortenreine Altglas zunächst zu Granulat und weiter zu Glasmehl verarbeitet. Zusammen mit einem mineralischen Aktivator wird es dann zu Glasschaum aufgebacken, der an der Luft der Umgebung schnell abkühlt, wobei die entstehenden inneren Spannungszustände dazu führen, dass der Schaum zerstückelt. Dank der in den Hohlräumen des Granulatschaums eingeschlossenen Luft hat dieser eine hervorragende Dämmung, auch Schallschutzwirkung übrigens. Pro Kubikmeter kommt eine solche Glasschaum-Granulatschüttung auf ein Gewicht von 130 bis 170 Kilogramm.

Solarthermie + Wärmepumpe + Erdsolespeicher

Der Erdosolespeicher kommt meist in Kombination mit Solarthermie und Wärmepumpe zum Einsatz. Überschüssige Solarenergie wird in den Erdsolespeicher geschickt und mit einer Wärmepumpe im Winter hochgehebelt. Durch die bereits hohe Temperatur im Erdreich, erreicht die Wärmepumpe unglaublich hohe Jahresarbeitszahlen. Je nach Gebäudetyp und Abgabesystem sind Jahresarbeitszahlen von bis zu 7 möglich. Wir werden diese Projekte noch länger beobachten und vielleicht bald genaues Zahlenmaterial haben. Falls jemand von den Lesern dazu Informationen hat, einfach kommentieren.

Erdsolespeicher: Kein zusätzlicher Platzbedarf

Der Erdsolespeicher ist anders als der bereits erwähnte eTank also eine Energielösung, die für einen Neubau in Frage kommt. Da der Erdsolespeicher somit keine weitere Fläche des Grundstücks besetzt, ist er besonders praktisch für kleine Grundstücke, wobei bei Industriegebäude “klein” nur relativ gesehen werden muss. Es braucht eben keine zusätzliche Fläche. Derzeit sind Speicher von bis zu 30.000 m2 in Planung.

Vorzeigeprojekt: Erdsolespeicher mit STIHL

Das 2010 errichtete Vetriebs-, Logistik- und Schulungszentrum (siehe Bild) des deutschen Motorgerätespezialisten STIHL in Vösendorf bei Wien nutzt zu 100 Prozent regenerative Energien – darunter auch ein sogenanntes geosolares System mittels eines Erdsolespeichers (Projektbeschreibung) und eben Solarthermie und eine Wärmepumpe wie oben beschrieben.

Hier noch eine Information vom Planer des Projektes:

Der dynamische Erdspeicher besteht aus Flachkollektoren über denen der Boden als Speichermasse genutzt wird. In diesen Speicher wird die solare Energie oder die Abwärme aus dem Kühlprozess eingelagert die nicht vom Pufferspeicher aufgenommen werden kann. Der dynamische Erdspeicher ist eine Art offener Pufferspeicher mit einer durchschnittlichen Ladetemeperatur von +5°C bis rund +26 °C. Eine Sicherheitseinrichtung verhindert, dass die mittlere Temperatur des Wärmeträgermediums im Flachkollektor unter mind. + 3 °C fallen kann. Der Erdspeicher dient somit zur Zwischenlagerung von Überschussenergie aus unterschiedlichen Wärmequellen (Energiepluseintrag) und versorgt die Wärmepumpe in Zeiten ohne ausreichende solare Erträge als Quelle. Ebenso bei der Unterstützung im Kühlprozess, übernimmt der Erdspeicher eine wichtige Aufgabe. Ein wirtschaftliches Verhältnis zur Erdspeicherfläche wird im Rahmen eines Gesamtsimulationsmodells ermittelt. Mit den Heat pump – SCPU Solar Central Process Units (hochwertiger Industriestandard) und intelligenten Speichermanagement, können somit für den Kühl, Heiz sowie für den Prozesswärmeprozess, die besten Werte erzielt werden.

Grafik: IMMOSOLAR und Heinz Peter Stoessel GmbH