Sandspeicher für Wärme

KalterBach

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Rosenkohl dürfte auch funktionieren...
Nein, tut er nicht und das was Du schreibst ist gelinde gesagt Blödsinn.

In Finnland steht ein etwas größeres Modell und im Gegensatz zu uns „modernen“ Deutschen machen andere vorwärts. Klick.

Aber vielleicht kann man ja nach dem Untergang der deutschen Automobilindustrie seinen Schreiner-Verbrenner mit Grün- oder Rosenkohl-basierten E-Fuels oder einem Holzvergaser fahren.
 

fahe

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Nein, tut er nicht und das was Du schreibst ist gelinde gesagt Blödsinn
Auch nicht so einfach, wenn man die offensichtliche Ironie nicht erkennt, oder? :emoji_grin:

Ansonsten: Schweizer Opa hat den Nachtspeicherofen erfunden. :emoji_joy:

PS: In Dresden soll's ein 50.000 Kubikmeter heißes Wasser fassender Pufferspeicher mitten in der Stadt werden. Das 2023 geschlossene Pumpspeicherwerk dagegen fasst die Politik weiterhin nicht einmal mit spitzen Fingern an.

PPS: Was so alles aus den gar nicht so üppigen "Energieüberschüssen" werden soll. Ein den Anforderungen adäquates Netz wäre vielleicht gar nicht so schlecht.
 

KalterBach

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Auch nicht so einfach, wenn man die offensichtliche Ironie nicht erkennt, oder? :emoji_grin:
Für mich haben solche Aussagen nichts mit Ironie zu tun. Im Gegenteil.

Ansonsten: Schweizer Opa hat den Nachtspeicherofen erfunden. :emoji_joy:
Davon hatte ich es nicht und ich habe auch eine Meinung zu Einzellösung vs. Gemeinschaftslösung.

In Dresden…ist schön.

Energieüberschüsse und Netz?!

Schönen ersten Advent! :emoji_hugging:
 

fahe

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Energieüberschüsse und Netz?!
Energieüberschüsse, die es in dem Maß (vielleicht, vielleicht auch nicht: noch) gar nicht gibt... und die doch eigentlich Wasserstoff für Prozessanwendungen werden sollten.

Ein Netz, das Milliarden Euro an Redispatchaufwendungen erfordert, aber noch lange immer nicht geeignet ist, Energie in adäquatem Maß vom Norden gen Süden zu bringen.

Aber... ich lass' es. Das würde schnell in politische Diskussionen abgleiten, die hier niemand will.

Lassen wir's also einfach bei der für Dich nicht ersichtlichen Ironie. Früher hätte man wohl ernsthaft blödelnd pseudowissenschaftlich über die energetischen Möglichkeiten von Rosenkohl debattiert.
 

Kerstenk

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hat man in der 80er schon probiert, mit Solar riesige Erdspeicher angeheizt, der Wirkungsgrad ist niedrig und die Flächen die es brauch um dann durch den Winter zu kommen, einfach nur weltfremd.
Solche Speicher sind nur kurzfristig nutzbar, um Temperaturausgleich zu schaffen. Selbst mit einem Paraffinspeicher, der das fünffache von Wasser an Wärme einspeichern kann. Ist der Speicher deutlich größer als das Objekt, was er heizen soll.

Die Energiedichte ist einfach zu klein, wie auch der Wirkungsgrad.
 

Christian Knüll

ww-birke
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Hallo,

Wärmekapazität Sand: 0,835kJ / kg --> 0,07kWh / kg bei Erwärmung auf 300°C wie im Schweizer Beispiel.
Heizwert Heizöl EL: 11,9kWh / kg.
Wenn ich jetzt nicht irgendwo einen blöden Rechenfehler gemacht habe besitzt ein Sandspeicher aufs Kilo gerechnet 0,6% der Kapazität von Heizöl - und leidet im Gegensatz zu Heizöl unter "Selbstentladung" wegen Wärmeverlusten über die Isolation die umso schwerwiegender werden je höher man die Temperaturdifferenz wählt.

Wenn man mit 2000 Liter / 1600kg Heizöl je Winter rechnet wäre der äquivalente Sandspeicher 270 Tonnen schwer / 140 m³ groß was einem Klotz von 5 x 5 x 5 m entspricht.

Das fühlt sich für mich so ein bisschen wie der Stirlingmotor an: theoretisch interessant, Bastler und Ingenieure stecken viel Zeit und Geld rein, doch am Ende kommt außer ein paar exotischen Sonderanwendungen nicht viel dabei rum. Oder um es ein bisschen gehässiger zu sagen: das wirtschaftlichste Geschäftsmodell dafür dürfte das Anzapfen eines EU Fördertopfes für eine Pilotanlage sein die dann pro forma gebaut und nach Ablauf der Förderfrist gleich wieder sachgerecht verschrottet wird :emoji_wink:


Edit: noch eine weitere, kleine Überschlagsrechnung:

Isolierung des 5x5x5m 300°C Sandspeichers mit 1m dicker Steinwolle:
Wärmeleitfähigkeit Steinwolle: 0,035 W/mK
Zu isolierende Fläche: 5x5x6 = 150m²
Wärmeverlust bei 300° Temperaturdifferenz: 150 * 300 * 0,035 = 1575 Watt!
Das bedeutet der "Speicher" muss ständig mit 1,5kW nachgeheizt werden nur um seine Selbstentladung auszugleichen.

Unser Speicherwürfel ist jetzt mit 1m Dämmung 7x7x7m groß und enthält 218 Kubikmeter Steinwolle.
Preis pro m³ Steinwolle: ca. 150€ -> 30000 Euro alleine für das Dämmmaterial.
Dafür bekommt man über 30000 Liter Heizöl und kann 15 Jahre lang heizen.

Christian
 
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ChrisOL

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Moin,

Ich finde es interessante Ansätze. Das gibt es auch in anderen Projekten auf Basis von Salz. Da speichert man Temperaturen von mehreren hundert Grad. Über Wasserdampf werden dann Turbinen betrieben und es wird wieder Strom erzeugt.

Wie lange der Speicher die Temperaturen hält und das Puffern weiß ich gerade nicht. Es gibt durchaus Phasen von zu viel oder sehr günstigem Strom den man dann in irgendwelchen Speicher schiebt um den später zu höheren Preisen wieder abzugeben.

Das glättet die Preise entlastet die netzte und ist ein Geschäftsmodell. Das scheitert nur sehr oft an Regulierung und den kleinteiligen Netzbetreibern.
 

brubu

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Oder um es ein bisschen gehässiger zu sagen: das wirtschaftlichste Geschäftsmodell dafür dürfte das Anzapfen eines EU Fördertopfes für eine Pilotanlage sein die dann pro forma gebaut und nach Ablauf der Förderfrist gleich wieder sachgerecht verschrottet wird :emoji_wink:
Danke für deine sehr guten Berechnungen. Die Herren im Beispiel sehe ich eher als Bastler, glaube weniger, dass die gross Geld machen wollen.
Sonst sehe ich es wie du, es gibt in unserem Land Beispiele mit Förderung die sehr gross angekündigt wurden. Eine solche kleine Windradanlage wollten wir besichtigen, mussten uns an Ort durchfragen bis wir die Anlage gefunden haben.
Und was haben wir vorgefunden? Noch ein Montagegerüst das etwas vergammelt aussah, der Rest war abgebrochen und man hörte nichts mehr.

Anderes Beispiel vor ein paar Jahren. Da haben "Erfinder" zur einergiesparenden Heizungssteuerung den Raumtemperaturregler "neu erfunden", wurde auch gefördert. Ich habe unser "Qualitätsfernsehen" darauf hingewiesen, dass unsere Steuerung dies seit über 30 Jahren kann und sogar das defekt gegangene Vorgängermodell. Antwort gab es natürlich keine, im Gegensatz zum SWR wo ich als Ausländer ernst genommen werde.
 

teluke

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Selbstverständlich sind Speicher sinnvoll.
Aber Sandspeicher welche die Beheizung über eine Heizperiode sichern sollen sind natürlich eine Illusion.

Aber als Spitzenenergiespeicher, bei sporadisch kostenlos vorhandener Energie, könnten die schon Sinn machen.
Wobei man aber auch noch die nötigen Temperaturen bedenken sollte.
Die Wärmeabnahme geht ja nur bis zu einer verwertbaren Temperatur.
Bei Heizzwecken wären das irgendwo 40°C, bei Speicherung zur Stromerzeugung (Dampferzeugung) natürlich weit höher.

Im Haushalt gibt es dafür den Pufferspeicher. Der wird schon lange auch dafür genutzt überzähligen Solarstrom als Wärme einzuspeichern.

Ein Sandspeicher macht nur bei kostenloser Aufladung für kurzzeitige Unterstützung der Stromproduktion Sinn.
Da ist es aber in jedem Fall wohl besser den überflüssigen Strom im Batteriespeicher oder einem Pumpspeicher zu puffern.
Eine Alternative könnte auch Wasserstofferzeugung sein. Hätte den Vorteil der guten Speicher/Lagermöglichkeit.
Komischerweise hört man davon aber nichts.
 

brubu

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Eine Alternative könnte auch Wasserstofferzeugung sein. Hätte den Vorteil der guten Speicher/Lagermöglichkeit.
Komischerweise hört man davon aber nichts.
Doch das kommt langsam https://reneschmid.ch/projekte/detail/erstes-energieautarkes-mehrfamilienhaus-bruetten
dieses Haus wird hochgelobt mit "bezahlbaren" Wohnungen. Auch die Wasserstoffanlage soll bezahlbar sein. Bei allem Respekt, nach ein paar Jahren habe ich erfahren was dies bedeutet.
Etwa SFR 2500.-/Monat exkl. Nebenkosten für eine Familienwohnung, wobei die Energiekosten natürlich inbegriffen sind. Jede Wohnung hat ein Kontingent an Energie, wer zu viel braucht bezahlt. Der Manager der nur zuhause schläft profitiert, die Familie die kocht und backt bezahlt wohl.

Die Wasserstoffanlage soll über SFR 700'000.- gekostet haben und wird nicht auf die Mieten abgewälzt. Also spendiert von den Investoren.
Grundsätzlich grossartig aber dann darf man nicht allgemein sagen die Technik sei "bezahlbar".
 

teluke

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Ich dachte dabei nicht an Kleinanlagen sondern an zentrale Wasserstofferzeuger welche sofort starten wenn die erzeugte Strommenge die verbrauchte übersteigt.
Solche Situationen gibt es ja wohl recht oft.
Bisher werden dann Anlagen abgeschaltet, Strom wird kostenlos oder sogar zu negativen Preisen ins Ausland geschickt.

Das ist Unsinn.

Hier kann ich den am Sonnentag erzeugten Solarstrom auch noch am folgenden Regentag verwenden.
Das ist gut für die Besitzer von Solaranlagen.
Ich befürchte aber dass das, bei steigender solarer Stromproduktion an Grenzen stößt. Ungarn hat, bezogen auf die Einwohnerzahl. die höchste Solarstromproduktion obwohl es da nie Zuschüsse für die Installation gab.

Wasserstofferzeuger und Kraftwerke könnten das System stabilisieren und einen weiteren Ausbau rentabel machen.
 

ChrisOL

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Ich hatte vor zwei Jahren PV installiert und mich aus Interesse mit Wasserstoffanlagen beschäftigt.

Es gibt Anlagen für private Haushalte. Allerdings sind selbst kleine Anlagen sehr teuer, mehr als 100k€ sind das schnell. Zudem müsste man die PV übergroß bauen.

Man benötigt sehr viel Technik und vorallem Platz. Ineffizient ist die Gewinnung und anschließende Verstromung von H auch noch.

Mein Fazit, es ist im privaten Umfeld nicht sinnvoll darstellbar für mehrere Monate seine eigene Energie zu speichern. Es ist Liebhaberei.

Es wäre viel besser im größten Maßstab für einige Tage Energie speichern zu können. Alles darüber hinaus ist aus meiner Sicht nicht finanzierbar.
 

ChrisOL

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@teluke für deinen Fall sind aktuell Batterie Speicher besser geeignet. Wie oben beschrieben ist das ein Geschäftsmodell das sogar privat wirtschaftlich finanziert werden kann.
 

teluke

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@brubu
so in der Art meinte ich, allerdings nicht auf Hausbasis sondern in industriellen Größenordnungen.
So als Hausanlage ist das wohl viel zu teuer.
 

teluke

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@ChrisOL
Wenn das mit Batteriespeichern günstiger zu machen ist dann frage ich mich warum man das nicht in entsprechender Größenordnung macht.
Die paar existenten Batteriespeicher sind bisher wohl nur Pipifax.

Wasserstoffkraftwerke könnten im GW-Bereich gebaut werden.
 

ChrisOL

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Aus meiner Sicht sind das zwei Gründe die Großspeicher verzögern.

Wir haben mehr als 850 verschiedene Netzbetreiber. Das ist stark fragmentiert und kleinteilig, wenig digitalisiert. Auf das was kommt sind die nicht vorbereitet und zum Teil stören Batterien das Geschäft der Netzbetreiber.

Dann gibt es langsame Genehmigungsverfahren, es dauert alles sehr lange. Oder positiv ausgedrückt , wir machen das sehr gründlich und hören jeden an.

Wenn ich das richtig behalten habe sind die geplanten neuen Großspeicher in der Lage den kompletten Stromverbrauch für Deutschland für grob einen halben Tag Puffern zu können.
 

brubu

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Es gibt bei uns Pilotanlagen mit Wasserstoffspeicher, finde sie aber nicht. Andere Beispiele gibt es auch
https://ethz.ch/de/news-und-veranst...eisen-als-guenstiger-wasserstoffspeicher.html
Das Problem sind immer die hohen Kosten.

Ich bin nicht vom Fach und beobachte viel. Neue Technologien sind sicher gut aber wie immer finde ich das Wichtigste die Ehrlichkeit.
Das heisst für mich ganz klar aufzeigen was die Vor-und Nachteile sind. Sobald die Politik Einfluss nimmt ist die Ehrlichkeit leider gestorben.
 

inselino

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Aus meiner Sicht sind das zwei Gründe die Großspeicher verzögern.

Wir haben mehr als 850 verschiedene Netzbetreiber. Das ist stark fragmentiert und kleinteilig, wenig digitalisiert. Auf das was kommt sind die nicht vorbereitet und zum Teil stören Batterien das Geschäft der Netzbetreiber.

Dann gibt es langsame Genehmigungsverfahren, es dauert alles sehr lange. Oder positiv ausgedrückt , wir machen das sehr gründlich und hören jeden an.
Ich würde noch den Hauptgrund hinzufügen: NIMBY = Not in my backyard
Sobald wir irgendwo was hinbauen wollen klagen erstmal alle dagegen und es braucht ewig. Und aus den vergangenen Klagen ergeben sich immer weitere Auflagen für neue Verfahren, da man ja diese Klagen verhindern will.
Habe jetzt auch den Artikel auch gelesen und da hat wieder jemand zu viel Zeit. Solarstrom im Netz kann viel effizienter genutzt werden als damit komplett ineffizient ein paar Kübel Sand zu verschwenden.
Da kann man auch die Gartenhütte mit nem Heizlüfter heizen obwohl man sie gar nicht braucht und sagt "na dann steht der Rasenmäher warm, ist besser als den Strom fast gratis ins Netz zu speisen".
Denn es werden ja durch den Solarstrom auch fossile Energieträger aus dem Netz gedrängt. Leider laufen eben viele Dinge schleppend, weßhalb wir diese Energie noch zu wenig nutzen. Eigentlich bräuchte es größere Elektrolyseure die entsprechend regelbar sind und in Energiespitzen den Strom abfangen können.
 
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Pareto

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Um mal was Konstruktives beizutragen:
Die Mischung macht's. Gerade bei den alternativen Energien.

Will heißen: Ich habe in meinem Haushalt zwei verschiedene Wärmespeicher:
Einen mineralischen Feststoffkörper - Kachelofen und einen flüssigen - Pufferspeicher.

Beide haben Vor- und Nachteile: Der Kachelofen ist sehr teuer, kann aber hohe Temperaturen und damit viel Energie auf kleinem Raum speichern - gibt die Wärme langsam und gleichmäßig ab, ist sehr träge.
Der Wasserpuffer ist preisgünstig, flexibel und kann schnell Wärme speichern und abgeben; allerdings ist die Energiedichte nicht so hoch.
Im Idealfall hätte ich noch eine Batterie.

Deshalb redet man von Energiemix.
Was garnix bringt, ist eine Umrechnung von Energiequelle (Erdöl) und Energiespeicher. Das sind zwei Paar Schuhe.
 

inselino

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Just gestern habe ich jemanden kennengelernt, der zur Frage autarkem Wohnen im Bereich Energie promoviert hat und das basierend auf Wasserstoff für einen EInfamilienhaus simuliert hat. Mal so als Richtung, für wirklich 100% Autarkie mit Wasserstoff als Speicher braucht man so 300-400m² PV. Allerdings verursacht der Stahl für die Speicher noch so viel CO2, dass das System (noch) insgesamt noch nicht relevant CO2 einsparen kann.
Das Problem dabei ist vorallem, dass es den größten Aufwand für die letzten 10% Autarkie braucht. Ist nicht ganz eine Pareto-Regel (80% Erfolg mit 20% Einsatz) aber fast. Also wenn man nur 80% Autarkie möchte landet man eher so bei 150m² PV.
Deshalb redet man von Energiemix.
Klar ist der Mix sinnvoll. Aber nicht jede Idee die nach den banalsten Gesetzen der Thermodynamik Energie von einem Zustand in einen anderen überführt ist darum sinnvoll. (Fand den Rosenkohlvergleich nicht schlecht auch wenn es den bei 300°C vielleicht ein bisschen arg röstet).
Es gibt ja auch einen Haufen Ideen Energie in Masse zu speichern mit Kugeln die man in Schächte hinuterlässt oder Betonklötze die man hoch und runterstapelt etc.
Aus chemischer Sicht denke ich Strom zu Wasserstoff und Wasserstoff mit CO2 zu Methan wird der interessanteste Kreislauf werden. Methan lässt sich deutlich besser speichern, über CO2 ist ein geschlossener Kreislauf, dort wo aktuell Erdgas verwendet wird kann es substituiert werden etc.
Aber ich bin ehrlich ich weiß nicht, in welchen GRößenordnungen man da Reaktoren für bauen müsste und welchen Wirkungsgrad das am Ende hat.
Klar ist, dass es nicht für die Gasheizung daheim sein wird sonst nur für die Orte, wo es die hohen Temperaturen braucht.
 
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