Wie können wir Wärme aus Sonnenenergie speichern und dann genau dann abrufen, wenn wir sie brauchen? Das war die zentrale Frage im Forschungsprojekt „SOLALA – Sonne lädt Latentwärmespeicher“. Die Antwort: Ein innovativer Wärmespeicher auf Basis von Natriumacetat (NaAc), bekannt aus Taschenwärmern – jetzt für die Energiewende gedacht.
Das Projekt „SOLALA – Sonne lädt Latentwärmespeicher“, gefördert aus dem Validierungsprogramm VIVA SAX, knüpft an das frühere ZIM-Projekt „ELAN“ an, in dem untersucht wurde, ob sich das aus Taschenwärmern bekannte Natriumacetat-Trihydrat (NaAc) auch für die Beheizung von Wohngebäuden nutzen lässt.
Ziel: CO₂-Emissionen senken
Die Energiewende verlangt CO₂-Neutralität in allen Sektoren – auch in privaten Haushalten. Ein Großteil der Emissionen entsteht durch das Heizen mit Erdgas. SOLALA verfolgt daher einen innovativen Ansatz: Wärme aus Sonnenenergie speichern und bedarfsgerecht abrufen. Während Solarthermie die gewonnene Sonnenenergie im Warmwasserspeicher bevorratet, verliert dieser täglich rund 5 % Wärmeenergie. Für eine Langzeitspeicherung ist das ungeeignet. Hier kommt NaAc ins Spiel: Das Material speichert Wärme im Phasenübergang bei 53 °C und gibt sie erst nach einem gezielten Auslösemechanismus wieder frei.
Technische Innovation: Wärme auf Knopfdruck
Im Projekt wurde ein optimierter Wärmetauscher entwickelt, der NaAc aufnimmt und Wärme effizient an Wasser überträgt. Ergänzt wird das System durch einen Aktor, der die Wärmeabgabe auf Knopfdruck auslöst. Der Auslösemechanismus entstand im 3D-Druckverfahren. Das Ergebnis: Nach dem Triggern erreicht das Wasser Temperaturen über 40 °C – genug für den Vorlauf einer Fußbodenheizung. Damit kann die Heizung zeitweise komplett abgeschaltet werden. NaAc überzeugt auch wirtschaftlich: Es ist ungiftig, kostet nur rund 5 Euro pro Kilogramm und fällt als Nebenprodukt der Chemieindustrie an – ohne Versorgungsengpässe.
Ausblick: Solarenergie clever nutzen
Da Wärmebedarf und Sonneneinstrahlung zeitlich auseinanderfallen, kann die Aufladung des Speichers in Zeiten von Energieüberschuss erfolgen und für einen langen Zeitraum ohne Verlust gespeichert werden. So könnte die Heizanlage bis zu 75 Prozent des Jahres abgeschaltet bleiben. Diese Perspektive wird im Folgeprojekt „Solartrigger“ weiter erforscht.
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