Prototyp – Idee sucht Geld

Wärmendes Salz

Die Energiewende steht und fällt mit leistungsfähigen Speichern. Ein Doktorand aus Dänemark arbeitet an einer effizienten Technik für private Haushalte.



Foto: Technische Universität Dänemark


• Gerald Englmair hat eine Anlage konstruiert, die Energie aus Sonne oder Wind so lange speichern kann, dass man damit ein Einfamilienhaus potenziell ein ganzes Jahr lang heizen und mit Warmwasser versorgen kann. Statt der üblichen Wasserspeicher, die über längere Zeit Energie verlieren, nutzt er Salz.

Das Prinzip ist lange bekannt. So manch einer hatte kleine Versionen schon in seiner Hosentasche: Wärmekissen aus Kunststoff. Sie sind gefüllt mit Natriumacetat-Trihydrat. Das Salz-Wasser-Gemisch hat eine faszinierende Eigenschaft: Wird es erwärmt, dann schmilzt das Salz und bleibt auch flüssig, wenn es wieder abkühlt. In diesem Zustand speichert es die Energie. Erst durch einen bestimmten Auslöser beginnt das Salz zu kristallisieren und gibt seine Energie schlagartig in Form von Wärme frei. Das Kissen wird heiß und wärmt die Hände.

Funktioniert dieses physikalische Prinzip auch im größeren Maßstab? Dieser Frage ging Gerald Englmair in seiner Doktorarbeit am Institut für Bauingenieurswesen der Technischen Universität Dänemark nach. Er baute eine Testanlage, die mit der Energie von Solarpanels gespeist wird. Seine Frage: Wie verhindert man, dass die gesamte Wärme auf einmal freigesetzt wird? Und wie muss der Behälter konstruiert sein? Denn das Salz dehnt sich bei der Kristallisation aus, bildet Hohlräume, die die Leitfähigkeit mindern.

Der gebürtige Österreicher tüftelte drei Jahre lang. Nun sei die Anlage so weit ausgereift, dass 22 Quadratmeter Solarkollektoren ausreichten, um ein ganzes Haus zu mehr als 70 Prozent klimaneutral zu versorgen – auch im dänischen Winter. Zudem sei die Energiedichte etwa doppelt so hoch, der Salzspeicher entsprechend kleiner als herkömmliche Wasserspeicher.

Foto: Technische Universität Dänemark

Speicher-Teststand (oben) und unterkühltes Natriumacetat-Trihydrat (unten)

Der Schmelzpunkt des Salzes liegt bei 58, die abgegebene Wärme momentan bei 45 Grad Celsius. Das reicht für Warmwasser und Heizung. Aber heißer wäre besser. Deswegen untersucht Englmair weitere Materialien mit höheren Schmelzpunkten. Das Institut der Universität kooperiert dabei unter anderen mit der deutschen Firma HM Heizkörper aus Thüringen. Bis 2025 will Englmair seine Anlage zusätzlich auch mit Windkraft kombinieren und Häuser so klimaneutral mit Wärme versorgen. „Diese Technik hat großes Potenzial“, sagt Oliver Opel von der FH Westküste in Heide, der sich schon lange mit thermischen Speichern beschäftigt. „Das Material ist bekannt und gut geeignet, aber die Anwendung ist nicht trivial. Da gibt es viele kleine Umsetzungsprobleme. Ich wünsche dem Kollegen viel Erfolg.“ ---

Thermischer Salzspeicher

Gerald Englmair
Department of Civil Engineering Technical University of Denmark

Kontakt: gereng@byg.dtu.dk