Wärmespeicher
Wärmespeicher sind heute meistens als Warm- oder Heisswasserspeicher ausgeführt, da Wasser die höchste
Wärmekapazität je kg hat.
Hierbei wird nicht berücksichtigt, dass Wasser ein spez. Gewicht von 1 kg / 1 dm³ hat, wohingegen z.B. Stahl ein
spez. Gewicht hat von 7,9 kg / dm³.
Gegenüber Wasser mit einer Wärmekapazität von 4,19 kJ / ( kg*K ) hat Stahl lediglich eine Wärmekapazität von 0,49 kJ / ( kg * K ).
Da man aber ca. 8 x soviel Stahl im gleichen Volumen unterbringen kann wie Wasser ergibt sich je dm³ / l für Stahl dann eine Wärmekapazität von ca. 4 kJ / ( dm³ * K) und für Wasser, wie gehabt wegen 1 kg = 1 l, eine Wärmekapazität von 4,19 kJ / ( dm³ * K ).
Insofern stehen sich bei einer Volumenbetrachtung Stahl und Wasser in puncto Wärmespeicher nichts nach.
Die Verwendung von Stahl als Wärmespeicher hat noch weitere Vorteile :
Man kann wesentlich höhere Temperaturen erreichen als bei der Speicherung von Wasser, da dieses bekanntlich bei 100 °C kocht und dann bei höherer Temperatur Druck aufbaut.
Insofern bietet es sich an nicht mehr Wasser zu verwenden als Wärmeträger sondern Thermoöl, was darüberhinaus einen zusätzlichen Korrossionsschutz überflüssig macht bei der Verwendung von Stahl als Material der Wärmespeicher.
Nimmt man somit einen unbehandelten Stahl-Wärmespeicher und füllt dort die Späne hinein, die z.B. beim Drehen und Fräsen von Stahl anfallen, dann erhält man einen Wärmespeicher, der Temperaturen aushalten kann von mehreren hundert Grad.
Die Notwendigkeit für die Speicherung von Medien mit hoher Temepratur ergibt sich daraus, dass dann die Wärme aus Heizungen, die Abwärme aus BHKW und die Wärme aus Solarthermieanlagen wesentlich effizienter nutzbar wird, z.B. im Hinblick auf eine Nachverstromung dieser Wärme vor Ort.
Weiterhin erhöht sich die Speicherfähigkeit eines solchen Speichers gegenüber einem Heisswasserspeicher um mehr als das Dreifache.
Berechnung :
1.000 l * 4 kJ / ( l * K ) * 300 K = 1.200.000 kJ oder über 300 kWh
wohingegen ein " normaler " 1.000 l Speicher knapp 100 kWh speichern kann.
Mit z.B. sieben solcher Wärmespeicher hat man dann ca. 2.000 kWh an Wärmeenergie zur Verfügung.
Die Aufstellung dieser Speicher kann in Kelleräumen, Nebenräumen, Garagen oder in Gartenhäusern erfolgen, welche dann auch den Platz bieten für die Systeme zur Nachverstromung und auch für die Nutzung der Sonnenenergie.
Schliessen sich hierbei Nachbarn mit gleicher Interessenlage zusammen, indem jeder sein Gartenhaus direkt an die Grenze setzt, so entsteht ein Energiezentrum, welches mehrere Häuser in der Umgebung problemlos mit Strom und Wärme versorgen kann und Überschussstrom aus Windenergie und solarer Strahlung als Wärme speichern !
Hierbei wird sämtliche Energie lediglich über Stromleitungen von Grundstück zu Grundstück geführt.
Solche Speicher braucht man dann noch nicht einmal zu isolieren, da man die Wärme kaskadiert abnehmen kann, wenn man die Speicher nach den Prinzipen der sogenannten " Heiligen Geometrie " anordnet, dh. " HARMONIE " in der Ebene herstellt.