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Solarthermische Großanlagen, Unterirdische Pufferspeicher
Pufferspeicher ThermoSol: Einbau der Pufferspeicher, Claudius-Höfe in Bochum. (Foto: Mall)

Fachbeitrag: Unterirdische Pufferspeicher für solarthermische Großanlagen

Gleichmäßig entstehende Wärme aus solarthermischen Großanlagen wird für Anwendungen mit stark wechselndem Bedarf gebraucht. Diese ohne wesentliche Verluste bereitzustellen, ist eine Herausforderung für Planer und Hersteller von Pufferspeichern. Dezentrale Energiespeicher leisten hierzu einen Beitrag. Dipl.-Ing. Klaus W. König stellt zwei Siedlungskonzepte vor, bei denen unterirdische Pufferspeicher zum Einsatz kommen.

1. Einleitung

Zwei Siedlungskonzepte, die völlig unabhängig voneinander im zeitlichen Abstand von zwei Jahren und in einer räumlichen Entfernung von 300 km entstanden sind, haben auffällige Gemeinsamkeiten: Sie schaffen eine gemischte Nutzung mit öffentlich gefördertem Wohnraum in der Innenstadt. Wärmeerträge aus Solarthermie-Großanlagen werden zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung verwendet. Unterirdische Pufferspeicher aus Beton halten den Wärmeverlust so gering wie möglich. Der Solar-Glykol-Kreislauf wird über Plattenwärmetauscher vom Beladekreislauf der Pufferspeicher getrennt.

2. Projekte

2.1 Claudius-Höfe, Bochum (Bild 1, 2)

Das Matthias-Claudius-Sozialwerk Bochum e. V. ist der Dachverband verschiedener selbstständiger Einrichtungen. Eine dieser Einrichtungen ist die Matthias-Claudius-Stiftung, Bauherrschaft der Claudius-Höfe in Bochum. Sie will pädagogische und sozial-diakonische Einrichtungen fördern und betreiben, um auf diese Weise das integrative und generationenübergreifende Lernen und Leben auch in außerschulischen Bereichen wie Freizeit, Wohnen und Arbeiten zu ermöglichen. Im Vordergrund steht das gemeinsame Lernen und Arbeiten von Menschen mit und ohne Behinderung.

 

 

Solarthermische Großanlagen, Unterirdische Pufferspeicher
Bild 1: Modellfoto der Solarsiedlung Claudius-Höfe Bochum, ca. 180 Bewohner, fertiggestellt 2012. (Foto: Heinle, Wischer und Partner Freie Architekten)
Solarthermische Großanlagen, Unterirdische Pufferspeicher
Bild 2: Lageplan der Solarsiedlung Claudius-Höfe in Bochum, fertiggestellt 2012. Solarthermie BKF 294 Quadratmeter. (Zeichnung: Heinle, Wischer und Partner Freie Architekten)

Drei Leitgedanken sind besonders wichtig: Integratives Wohnen im Sinne von „keiner darf verloren gehen“, urbanes Wohnen nach dem Motto „zurück in die Stadt“, und Ressourcen schonendes Wohnen als gemeinsame Verantwortung. Der zuletzt genannte Aspekt führte zur Planung der hier beschriebenen Solarsiedlung, in der neben einer möglichst Energie sparenden Bauweise auch in überdurchschnittlichem Maße erneuerbare Energien eingesetzt werden. Das gesamte Projekt umfasst ungefähr 6 500 m² Wohnfläche für ca. 180 Menschen.

Anfang 2004 entstand die Idee zu den Claudius-Höfen, als sich Eltern der Matthias-Claudius-Schule zusammensetzten und überlegten, wie und wo ihre Kinder später einmal leben werden.

Seit Fertigstellung 2012 wohnen sie nun in Drei-Liter-Niedrigenergiehäusern, in Passivhäusern oder unter einem großen Solardach.

Im Jahr 2009 erhielt das von Heinle, Wischer und Partner Freie Architekten entwickelte Gesamtkonzept dieser Solarsiedlung im Wettbewerb Energieoptimiertes Bauen den Architekturpreis des Bundeswirtschaftsministeriums. Das Bauvorhaben landete unter den zehn besten der eingereichten 500 Projekte und wurde gelobt für die Kombination „Wohnen von Behinderten und Nichtbehinderten“ in Verbindung mit ambitionierter Umwelt-Technik. Hervorgehoben wurden von der Jury besonders die große solarthermische Anlage, die netzgekoppelte Solarstromanlage und die unterschiedlichen Energiestandards der Einzelgebäude bis hin zum KfW 40-Haus.

Die von der Solaranlage mit 294 m² Bruttokollektorfläche auf dem Dach erzeugte Wärme wird über zwei im Keller installierte Plattenwärmetauscher in die beiden Pufferspeicher mit je 10 700 Litern Inhalt geleitet. „Die Speicher aus fugenlosem Stahlbeton sind miteinander verbunden, sie wurden unterirdisch im befahrbaren Außenbereich in unmittelbarer Nähe zur Heizzentrale des Gebäudekomplexes eingebaut“, erklärt Gerd Schlaphorst vom Planungsbüro Graw. „Dort wird die Wärme gespeichert und für Heizung und Warmwasserversorgung der gesamten Anlage genutzt. Ergänzt wird die Solaranlage über die Fernwärmeversorgung der Stadtwerke Bochum.“

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