Sonnenenergie aus der Erde 21.03.2013, 15:11 Uhr

Wärmespeicher wird in solares Wärmenetz integriert

Die Bewohner einer Neubausiedlung im schwäbischen Crailsheim decken die Hälfte ihres Wärmebedarfes über Sonnenkollektoren. Damit dies das ganze Jahr möglich ist, wird die Solarenergie in einen Erdsonden-Wärmespeicher eingespeist. Die Wärme kann dann im Winter abgerufen werden.

Solarkollektoren auf Dächern und Lärmschutzwall sind augenfällige Merkmale des solaren Nahwärmesystems in Crailsheim-Hirtenwiesen. Ein Erdsonden-Wärmespeicher bevorratet solare Wärme für den Winter.

Solarkollektoren auf Dächern und Lärmschutzwall sind augenfällige Merkmale des solaren Nahwärmesystems in Crailsheim-Hirtenwiesen. Ein Erdsonden-Wärmespeicher bevorratet solare Wärme für den Winter.

Foto: Stadtwerke Crailsheim GmbH

Auf dem Gelände der ehemaligen amerikanischen Kaserne „McKee Barracks“ wächst in Crailsheim eine 32 Hektar große Wohnsiedlung mit der größten Sonnenkollektoranlage Deutschlands. Die Hälfte des Wärmebedarfes will man mit Sonnenenergie bestreiten, wofür insgesamt 7.400 Quadratmeter Kollektorfläche benötigt wurden. Weil die vorhandene Dachfläche hierfür nicht ausreichte, installierte man zwei Drittel der Kollektoren auf einem aufgeschütteten Lärmschutzwall.

Beladen wird der Erdsondenspeicher zwischen April und September

Die aufwendige Anlage sollte jedoch nicht nur bei schönem Wetter zweckvoll sein sondern die Sonnenwärme auch für die winterliche Heizperiode speichern. Dafür speisen die Sonnenkollektoren ihre Wärme in einen kleinen und einen großen Heißwasser-Pufferspeicher ein (100 und 480 Kubikmeter). Der große Heißwasserspeicher ist wiederum mit einem Erdsonden-Wärmespeicher verbunden und kann diesen mit Energie beliefern. Beladen wird der Speicher in den Monaten April bis September. Wenn die Temperaturen zwischen Oktober und März dann fallen, kommt der Erdsondenspeicher, dessen Größe einem Wasseräquivalent von 10.000 Kubikmetern entspricht, als Langzeitwärmedepot zum Einsatz.

Der Erdsonden-Wärmespeicher besteht bisher aus 80 U-förmigen Kunststoff-Rohrsonden mit einer maximalen Länge von 55 Metern. Auf einer kreisrunden Fläche von 30 Metern Durchmesser wurden sie in das Erdreich eingelassen. Die Anbindung der Erdwärmesonden, durch die ein Wasser-Glykol-Gemisch fließt, erfolgte in einem zentralen Schacht mit einem Verteiler.

51 Prozent Solarwärme im ersten Jahr

Durch das Zusammenwirken mit dem Pufferspeicher kann die solare Beladung des Erdspeichers zeitverzögert stattfinden. Deshalb konnte er kleiner ausgelegt werden, was zu vergleichsweise günstigen Investitionskosten beitrug. Außerdem wurden erstmals Sonden mit unterschiedlichen Längen und vorinstallierten Horizontalverbindungen verwendet. Das verringerte den Aufwand auf der Baustelle beträchtlich. Der Einsatz einer speziellen Kompressions-Wärmepumpe, die starke Temperaturschwankungen im Erdsonden-Wärmespeicher ausgleicht, steigerte die Effizienz und die Speicherkapazität der Anlage.

Im zurückliegenden Jahr, zwischen März 2012 und Februar 2013 lag der solare Deckungsanteil des Nahwärmesystems in der Crailsheimer Wohnsiedlung bei 51 Prozent. Wenn das Wohngebiet weiter wächst, könnte auch der Erdsonden-Wärmespeicher ausgebaut werden. Eine abschließende Beurteilung des solaren Nahwärmesystems wird in zwei Jahren möglich sein, wenn das Baugebiet fertiggestellt ist und weitere Betriebserfahrungen vorliegen. Schon jetzt wird über eine Umwandlung des ursprünglich rein für Solarwärme geplanten Erdsonden-Langzeitwärmespeichers in einen multifunktionalen Speicher nachgedacht.

Von Gudrun von Schoenebeck
Von Gudrun von Schoenebeck

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