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Schichtenspeicherung (Solarthermie)
2000 Liter Solar-Schichtspeicher.
2000 Liter Solar-Schichtspeicher.

Je mehr das Prinzip der Schichtenspeicherung im Solarspeicher aufrecht erhalten bleibt, desto besser der Wirkungsgrad der solaren Energiegewinnung. Daher wird der Solar-Wärmetauscher im unteren, vergleichsweise kühlen Bereich des Solarspeichers angebracht. Andererseits soll das entnommene Warmwasser wenigstens die gewünschte Nutztemperatur aufweisen; es wird daher dem oberen, warmen Bereich des Speichers entnommen. Je länger diese Schichtung auch bei Brauchwasserentnahme oder nach Beendigung der Energiezufuhr (etwa nachts) aufrecht erhalten werden kann, desto effizienter arbeitet die Solaranlage und desto höher ist ihr alltäglicher Nutzwert.

Grundsätzlich sind alle modernen Solarspeicher auf die Nutzung des Prinzips der Schichtenspeicherung ausgelegt, jedoch lassen sich in der Praxis erhebliche Effizienzunterschiede feststellen.

Die einfachste Variante ist ein so genannter bivalenter, stehender Brauchwasserspeicher. Dieser sollte möglichst schlank und im Verhältnis zum Durchmesser möglichst hoch ausgelegt sein. Die Bezeichnung bivalent weist darauf hin, dass er über zwei Wärmezufuhrstellen besitzt: Am Boden des Speichers ein großflächiger Wärmetauscher, der mit der Solaranlage verbunden wird, im oberen Bereich ein Nachheiz-Wärmetauscher, über den die Zentralheizungsanlage im Bedarfsfall Wärme zuliefern kann. Wichtig ist auch eine gute Wärmedämmung, um eine Verwirbelung der Schichtung durch starke Abkühlungen an den Außenwänden zu verhindern.

Moderne Solarspeicher-Konzepte setzen darüber hinaus auf Effizienzsteigerungen durch unterschiedliche Maßnahmen, um die Schichtenbildung zu fördern und Verwirbelungen möglichst zu vermeiden.

Dazu gehören trivalente Speicher (drei voneinander unabhängige Wärmetauscher) sowie andere Konzepte zur elektronisch geregelten gezielten Be- und Entladung in unterschiedlichen Temperaturschichten, aber auch spezielle Bauformen, die im Inneren der Speicher quasi automatisch für optimale Schichtung sorgen sollen; die verbreiteteste dieser Bauformen stellen die Thermosiphonspeicher dar. Viele Typen optimierter Schichtenspeicher sind speziell für die Verwendung in Low-Flow-Systemen konzipiert.

Für den Einsatz optimierter Schichtenspeicher spricht auch ein verbesserter Komfort durch die im Vergleich mit herkömmlicheren Konstruktionen meist verringerte Trägheit – ausgehend von einem komplett ausgekühlten Speicher steht wesentlich schneller ohne Nachheizung nutzbares solar erwärmtes Wasser zur Verfügung.

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