Gründer 12.09.2008, 19:37 Uhr

Sonne in Salzlake konserviert  

eine verlockende Vision. Vier Forscher an der TU Berlin wollen sie realisieren. Sie planen einen Solarsaisonspeicher für Einfamilienhäuser. Dabei nutzen sie die hygroskopischen Eigenschaften eines Salzkonzentrats. Bis zur Marktreife dauert es noch etwa zwei Jahre.

Eigentlich ist es ein kühler Sommerabend in Berlin. Im Gewächshaus zeigt das Thermometer aber immer noch mollige 24 °C an. Tagsüber sei die Temperatur noch deutlich höher, erklärt Forscher Martin Buchholz. „Dann ist das hier die grüne Hölle.“

Doch das ist gut so. Denn das abgedichtete Fassadengewächshaus ist vorrangig eine Energiequelle: Es liefert feucht-warme Luft für das solare Heizungssystem des angebauten Hauses.

Das Gebäude ist der Prototyp eines geschlossenen Systems für Energie- und Wassermanagement. Hervorgegangen ist es aus dem Watergy-Forschungsprojekt des Fachgebiets Gebäudetechnik und Entwerfen an der TU Berlin. Martin Buchholz, Marco Schmidt, Reiner Buchholz und Philipp Geyer wollen nun mit Mitteln aus dem Förderprogramm „Exist-Forschungstransfer“ des Bundeswirtschaftsministeriums die Technologie zur Marktreife bringen. Es geht vor allem darum, die Sonnenenergie des Sommers für den Winter einzulagern.

„Wir sind nicht die einzigen, die an einem Saisonspeicher arbeiten“, weiß der promovierte Umweltingenieur und Landschaftsplaner, Martin Buchholz. Bereits bestehende Systeme für Einfamilienhäuser würden die Wärme in 35 m3 großen Wassertanks speichern. Das TU-Team hat sich das Ziel gesetzt, den Speicher auf unter 10 m3 zu bringen: handlich genug für Privatkunden. Ein- und Zweifamilienhaus-Besitzer sind in Deutschland laut Bundesverband für Solarwirtschaft (BSW) die Hauptkunden der Solarthermie.

Um den Tank zu verkleinern, machen sich die vier den Prozess der thermo-chemischen Energiespeicherung zunutze. Als Phasenwechselmaterial wird Sole eingesetzt. Den ganzen Sommer über zirkuliert die Salzlösung über die Oberfläche eines Feuchtluft-Solarkollektors im Dach des Gebäudes. Durch die kontinuierliche Verdunstung wird sie zunehmend eingedickt. Die Anteile mit hoher Konzentration setzen sich – wegen ihres relativ hohen spezifischen Gewichts – nach und nach am Boden eines Speichers ab. Am Ende des Sommers sollte die Sole etwa zu einem Drittel aus Salz bestehen.

In der kalten Jahreszeit wird der Feuchtluft-Solarkollektor dann von Süßwasser durchströmt. An sonnigen Tagen entsteht dabei Wasserdampf. Dieser wird in den Speicher geführt, wo er mit der konzentrierten Salzlösung in Kontakt kommt. Aufgrund seiner hygroskopischen Eigenschaften absorbiert das Konzentrat die Luftfeuchtigkeit. Es erwärmt sich. Diese Wärme wird für die Nacht oder für kältere Perioden zurückgehalten und über einen Wärmetauscher an das Gebäude abgegeben. Das Verfahren wurde zum Patent angemeldet.

Das System funktioniere auch ohne den Gewächshausvorbau, so Buchholz. „Dann braucht es allerdings größere Kollektorflächen.“ Die Pflanzen verdunsteten im Winter das Wasser effektiver durch ihre Blätter und produzierten so die benötigte feuchte Luft. Im Sommer wiederum ermöglicht das Gewächshaus einen geschlossenen Wasserkreislauf: Zum Bewässern wird das Grauwasser aus dem Haushalt genommen. Der Dunst steigt nach oben, kondensiert im Kühlungsschacht und fließt dann aus dem Wasserhahn, um wieder benutzt zu werden.

Zwar könnte die thermo-chemische Speicherflüssigkeit im heißen Sommer auch zum Kühlen dienen, aber die Forscher wollen sich zunächst auf den hygroskopischen Heizungseffekt konzentrieren.

Die Kosten für einen solchen Saisonspeicher veranschlagt das Team auf ca. 20 000 € – ohne das Gewächshaus. Eine Anlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung ist heute üblicherweise für rund 15 000 € zu haben. Das System mit dem vorläufigen Namen „Watergy-Building“ soll jedoch ein gut gedämmtes Haus allein heizen können. 40 kW pro m2 und Jahr wären erreichbar. Die Ausbeute sei in kalten, aber sonnigen Gegenden am größten. Damit würde sich der Heizkessel erübrigen, das spare wiederum Kosten. Auch sorgfältig sanierte Altbauten und Bürogebäude könnten so nachgerüstet werden. „Viele Öltanks sind schon 10 m3 groß, die kann man mit entsprechenden Modifikationen sogar verwenden“, so Martin Buchholz.

Bis es soweit ist, müssen sich Bauherren bis 2010 gedulden. „Einige Probleme gibt es noch zu lösen, bis der Prototyp des Saisonspeichers steht und die erste Kleinserie herausgebracht werden kann“, sagt der Ingenieur. Es müssten Materialien gefunden werden, die der korrosiven Brühe standhalten und dennoch preiswert sind. Die Sole müsse regelmäßig gefiltert werden, weil sich darin Staub absetze.

Die Forscherstellen an der Uni sowie die Sachkosten, die das Exist-Programm bezahlt, erlauben den Gründern, sich diesen Problemen ohne Existenzangst zu widmen. „Es ist sogar gut, dass wir nicht früher auf den Markt kommen“, meint Martin Buchholz. Die Solarenergie sei inzwischen für viele Verbraucher interessant geworden, die staatliche Förderung der Alternativheizungen solle ausgebaut werden. Wegen des Ölpreisschocks erwartet der BSW in diesem Jahr ein 40 %iges Wachstum bei der Solarthermie.

Die Gründer planen, zunächst Kooperationen mit experimentierfreudigen „Beta-Kunden“ einzugehen: Architekten, Fertighausherstellern, vielleicht einem großen Baukonzern. Habe sich die Marke einmal etabliert, soll sie über Installateurfirmen nach dem Franchising-Modell vertrieben werden.

M. JORDANOVA-DUDA/sta

www.watergy.de

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