Tagesspeicher dienen dazu, kurzfristige Schwankungen zwischen Wärmeangebot und -bedarf auszugleichen. Sie speichern überschüssige Wärme beispielsweise während des Tages und stellen diese in den Abend- und Nachtstunden oder am folgenden Tag wieder zur Verfügung. Dadurch kann die Nutzung einer Wärmequelle verbessert und die Versorgungssicherheit erhöht werden.
Druckwasserspeicher
Bei einem Druckwasserspeicher wird Wasser in einem druckfesten Behälter auf Temperaturen von bis zu ungefähr 200 Grad Celsius erhitzt. Bei der Entladung wird die gespeicherte Wärme beispielsweise über Wärmeübertrager oder durch die Entnahme des heißen Wassers direkt bereitgestellt.
Ein Beispiel für den Einsatz eines Druckwasserspeichers befindet sich bei Heineken in Sevilla in Verbindung mit einem Parabolrinnenfeld. Der Speicher verfügt über eine Speicherkapazität von 70 Megawattstunden, sodass der Wärmebedarf der Brauerei zu ungefähr 50 Prozent über das Jahr gedeckt wird.
Solarthermische Prozesswärmeanlage mit acht Druckwassertanks
Ansicht der solarthermischen Prozesswärmeanlage auf dem Gelände der Heineken-Brauerei in Sevilla, Spanien, mit den Druckwassertanks und der Balance-of-Plant auf der linken Seite sowie einem der zwei Parabolrinnenfelder auf der rechten Seite.
Der Ruths-Dampfspeicher zählt zu den Phasenwechselspeichern. Seine Funktionsweise basiert auf der Speicherung von Wärme durch den reversiblen Phasenwechsel zwischen flüssigem Wasser und Wasserdampf. Bei der Beladung wird Dampf in den Speicher eingeleitet, wodurch sich der Druck und damit die Siedetemperatur des Wassers erhöhen. Ein Teil des Dampes kondensiert dabei. Der Dampf und das siedende Wasser befinden sich im thermodynamischen Gleichgewicht. Verändert sich nun der Druck im Behälter, indem Dampf eingeführt oder abgeführt wird, stellt sich ein neues Gleichgewicht ein. Während der Beladung führt die Druckerhöhung zu einer verstärkten Kondensation von Wasser. Bei der Entladung wird Dampf aus dem Speicher abgeführt, wodurch der Druck sinkt und ein Teil des Wassers erneut verdampft. Die hierfür benötigte Verdampfungsenthalpie wird dem Wasser entzogen, sodass die gespeicherte thermische Energie in Form von Dampf entnommen werden kann.
Er wird zum Beispiel bei einem Solarkraftwerk mit einer Kapazität von 20 Megawattstunden in Sevilla, Spanien, verwendet und ist für eine Temperatur von 250 Grad Celsius bei 40 bar ausgelegt. Die Verwendung von Ruths-Dampfspeichern ermöglicht ein hochdynamisches Laden und Entladen mit hoher Geschwindigkeit und hoher Wärmeleistung. Er ist besonders für Prozesse geeignet, bei denen vergleichsweise geringe Speicherkapazitäten erforderlich sind und wird in der Textilindustrie, der Glasverarbeitung und Metallherstellung verwendet.
Betonspeicher zählen ebenfalls zu den sensiblen Speichern. Das Wärmespeichersystem ist speziell für die Zwischenspeicherung großer Wärmemengen konzipiert. Im Zentrum des Speichers liegen beispielsweise Wärmeübertragersäulen. Bei Beladung fließt ein heißes Wärmeübertragermedium durch Rohre und gibt dabei seine Wärme an den Beton ab. Bei Entladung durchströmt das Wärmeübertragermedium mit niedriger Temperatur die Module, während der Beton seine gespeicherte Wärme abgibt. Aufgrund des modularen Aufbaus solcher Speicher lässt sich die Größe des Gesamtsystems flexibel an den Speicherbedarf anpassen, indem einzelne Kassetten miteinander verbunden und gestapelt werden, vergleichbar mit einem Baukastensystem.
Flüssigsalzspeicher
Flüssigsalzspeicher sind sensible Speicher, bei denen Salzschmelzmischungen eingesetzt werden. Um ein Erstarren der Salze zu verhindern, sind sie für Temperatureinsatzbereiche ab ungefähr 150 Grad Celsius geeignet. Dabei werden Salzschmelzmischungen als Wärmeträger verwendet, da Gemische von zwei oder mehreren Salzen eine niedrigere Schmelztemperatur haben als reine Salze, wie beispielsweise Nitrat-Salzgemische. Sie werden in der konzentrierenden Solartechnikverwendet, da sie eine hohe volumetrische Wärmekapazität, einen hohen Siedepunkt, eine hohe Temperaturstabilität besitzen und einen sehr niedrigen Dampfdruck aufweisen. In Kombination einer mit einer solarthermischen Anlage, zum Beispiel mit Parabolrinnenkollektoren, wird das Salz aus dem kalten Tank durch das Solarfeld geführt und dabei erwärmt. Anschließend wird die erhitzte Salzschmelze in den „heißen“ Tank geleitet. Dieser Tank kann je nach Bedarf mithilfe eines Wärmeübertragers be- oder entladen werden.
Flüssigsalzspeicher
Schema einer CSP-Anlage mit Parabolrinnenkollektoren (PTC) und einem Flüssigsalz TES-System.
