Kann man den Sonnenschein einkochen?

Wer hat sich nicht schon frierend, im Winter, an den letzten Bade-Sommer bei 35°C erinnert und sich gewünscht, wenigstens ein bisschen von der Sommerwärme im Baderucksack zu finden? Das wäre doch eine prima Idee!

Aber vor allem könnte man auch viel Öl, Gas und Kohle sparen, wenn man im Winter mit Sommerwärme heizen könnte. Allein in Deutschland wird pro Jahr eine Wärmemenge von 2 EJ (das sind 2*1018 J !!!) benötigt, um Wohnungen, Schulen, Büros und andere Gebäude zu heizen. Dazu braucht man z.B. 68 Mio t Steinkohle oder 48 Mio t Erdöl. Auf einigen Gebäuden sieht man heute außer Photovoltaik-Anlagen, die Sonnenlicht zu Strom machen auch Solarkollektoren, die Sonnenstrahlen zur Erwärmung von Wasser nutzen.
Wasser hat zwar die größte spezifische Wärmekapazität, d.h. es kann pro kg am meisten Wärme speichern, aber auch in einem isolierten Gefäß (z.B. Thermoskanne) gibt es die Wärme in ein paar Stunden wieder an die kühlere Umgebung ab.


Ohne Verluste durch Abkühlung kann man Wärme in mikroporösen Stoffen (z. B. Kieselgel, Zeolithe oder Aktivkohle) speichern. Die Poren dieser Stoffe nehmen gerne Wasserdampf aus der Luft auf, sie adsorbieren Wasser. Da sich die Wassermoleküle in den Poren nicht mehr so bewegen können wie in der Luft, müssen sie einen Teil der Energie als Wärme nach außen abgeben. Dabei können Temperaturen bis zu 300°C entstehen. Das ist der Entladeprozeß eines solchen Adsorptionsspeichers (Bild 1). In einem geschlossenen System wird der Wasserdampf in einem evakuierten Verdampfer erzeugt, der dabei auch noch Kälte (Verdunstungskälte) liefert.

ICH1

Um den Speicher wieder aufzuladen muss man den porösen Stoff erhitzen. Dabei wird es den Wassermolekülen in den Poren zu eng. Sie werden desorbiert (Bild 2).

ICH2

Der Verdampfer arbeitet jetzt als Kondensator und aus dem desorbierten Wasserdampf wird wieder Wasser. Das Ventil wird geschlossen und erst wenn die Wärme gebraucht wird, kann nach dem Öffnen des Ventils wieder Wasserdampf in die Poren gelangen und Wärme freisetzen.

Letzte Änderung: 16.08.2018 - Ansprechpartner: Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Manuela Dullin-Viehweg