Innovatives PTES-System in Meldorf: Deutschlands gröĂter ErdbeckenwĂ€rmespeicher sichert nachhaltige WĂ€rme fĂŒr den Winter dank Schaumglasplatten von Glapor.
Glapor Schaumglas deckelt Deutschlands ersten Erdbeckenspeicher in Meldorf
Was passiert, wenn sich eine Kommune im Norden Deutschlands frĂŒhzeitig um eine zukunftssichere WĂ€rmeversorgung abseits fossiler EnergietrĂ€ger bemĂŒht, nimmt seit FrĂŒhjahr 2022 in Meldorf (Lkr. Dithmarschen) konkrete Formen an.
Die Rede ist von einem ErdbeckenwĂ€rmespeicher oder auch Pit Thermal Energy Storage (PTES) â der erste dieser GröĂe in ganz Deutschland â, der mit rund 50 Millionen Liter Wasservolumen die WĂ€rme des Sommers fĂŒr den Winter speichert. Damit diese im Becken bleibt und nicht nach oben verdampft, kommt eine mehrteilig aufgebaute Abdeckung zum Einsatz. Glapor Schaumglasplatten ĂŒbernehmen darin den herausfordernden Part der ersten DĂ€mmschicht, die trotz WĂ€rme- und Feuchtigkeitseinwirkung fĂŒr dauerhafte Isolierung sorgt.
Credit: Âź T. Labda, Solmax
90 x 90 Meter, 11 Meter tief, 50 Millionen Liter Wasservolumen: Einen groĂen WĂ€rmespeicher âeinfachâ in die Erde graben
In Meldorf hat die Nutzung von IndustrieabwĂ€rme bereits Tradition. Eine ansĂ€ssige Druckerei versorgt so bereits seit mehreren Jahren das Freibad. Mit einem FernwĂ€rmenetz, einer Heizzentrale mitsamt nötiger Technik sowie dem groĂen ErdbeckenwĂ€rmespeicher sollen ab dem Winter 2024/25 erstmals auch Schulen, Sporthalle, Museum und WohnhĂ€user aus dem PTES heraus mit WĂ€rme versorgt werden.
Neben der nahen Druckerei befindet sich direkt am Standort des Speicherbeckens auch eine Biogasanlage, die ebenso ihre ĂŒberschĂŒssige WĂ€rme in den PTES leiten wird. Das Prinzip, WĂ€rme in groĂen Wasserbecken zu speichern, ist weder neu, noch eine Raketenwissenschaft. Trotzdem entsteht in Meldorf der erste kommerziell genutzte Erdbeckenspeicher dieser GröĂe in Deutschland. Vorteil der Verlagerung in die Erde: der Speicher ist im Gegensatz zu oberirdischen BehĂ€lterspeichern nahezu unendlich skalierbar.
Also einfach ein Loch in die Erde graben und fertig? Ganz so trivial funktioniert es bei einer GröĂenordnung von 90 Metern SeitenlĂ€nge und 11 Metern Tiefe dann doch nicht. Am Standort in Meldorf wurde aufgrund des anstehenden Grundwassers eine temporĂ€re Grundwasserabsenkung nötig. Auch der anliegende Boden aus Klei â steinhart bei Trockenheit, plastisch bei Feuchtigkeit â musste fĂŒr dauerhafte StabilitĂ€t lagenweise mit Sand versetzt werden. Eine auf beziehungsweise in die so ausgehobene und prĂ€parierte Planie ausgelegte Kunststoffdichtungsbahn aus dem Deponiebau bildet die Abdichtung des Beckens.
Glapor Schaumglas als dauerhaltbare Abdeckung: bis 95°C bei hohem Dampfniveau
Um das im PTES befindliche Wasser vor KĂ€lte von auĂen ebenso wie gegen Niederschlag, Fauna oder Verschmutzung zu schĂŒtzen, kommt nach oben ein rund 40 Zentimeter messendes schwimmendes âDachâ aus Dichtungsbahn, Vlies und DĂ€mmung zum Einsatz.
Die in Meldorf angewandte Anordnung der Materialien ist auch fĂŒr das involvierte Beratungsunternehmen Ramboll, das hier und bereits in DĂ€nemark in vergleichbaren Projekten fĂŒr die Konstruktion verantwortlich ist, eine im Detail neue Erfahrung. Den Anfang macht eine 2,5 Millimeter starke Dichtungsbahn aus Polyethylen, darauf folgt eine Schutzlage aus Vlies. Die erste und funktionell entscheidende DĂ€mmschicht besteht aus acht Zentimeter dicken Schaumglasplatten des deutschen Herstellers Glapor. Die Herausforderung: Einerseits stehen an der WasseroberflĂ€che des befĂŒllten und mit WĂ€rme gespeisten Speichers bis zu 85 Grad Celsius an.
Andererseits kann Wasser durch die Dichtungsbahn diffundieren. Konventionelle DĂ€mmstoffe saugen sich dann wie ein Schwamm voll, mit der Folge, dass Struktur, DĂ€mmwirkung und Haltbarkeit leiden. Glapor Schaumglas verfĂŒgt nicht nur ĂŒber zuverlĂ€ssige DĂ€mmeigenschaften und baupraktisch lebenslange Charakteristika, sondern ist zudem frei von Feuchteakkumulationen.
Der mineralische DĂ€mmstoff aus 100 Prozent Recyclingglas behĂ€lt so auch bei hohen Temperaturen und Dampfniveaus seine wĂ€rmedĂ€mmenden Eigenschaften bei und feuchtet in der Verwendung als PTES-DĂ€mmstoff nicht auf. âEine ideale Wahl fĂŒr die Isolierung von Thermal Energy Storages â selbst mit Temperaturen von bis zu 95 Grad Celsiusâ, ergĂ€nzt Helge Flöge, Leitung Anwendungstechnik international & Nachhaltigkeitsstrategien beim Hersteller Glapor.
Die Verarbeitung der dimensionsstabilen und stauchungsfreien stumpfen Platten gestaltete sich sehr einfach. Das leicht oberflÀchenraue Schaumglas hatte gar den positiven Nebeneffekt, sich mit dem darunter liegenden Vlies zu verzahnen, sodass ein Verrutschen der lose zu legenden Platten ausblieb.
Doppelnutzung der Abdeckung denkbar
Bei Deutschlands erstem saisonalen ErdbeckenwĂ€rmespeicher in Meldorf wurde der thermische âDeckelâ aus einem Hybrid aus Schaumglasplatten und KunststoffdĂ€mmstoffen hergestellt. Das Ingenieur- und Entwicklungsteam von Glapor um Dr. Hans Strauven und Dipl.-Ing. Helge Flöge hatte auch eine Komplettlösung aus rund 60 cm dicken Glapor-Pontons vorgeschlagen, um eine Doppelnutzung der Anlage zu ermöglichen.
âDurch das optimale Schwimmverhalten unserer Schaumglaspontons sind auch GewĂ€chshĂ€user, PV-Anlagen oder andere Dinge auf dem Deckel denkbarâ, erklĂ€rt Flöge dazu. Auf diese Weise könnten PTES selbst in dicht besiedelten Gegenden ohne eklatanten FlĂ€chenverbrauch gebaut werden â âin Meldorf war aufgrund der speziellen Lage jedoch keine Doppelnutzung vorgesehen, sodass erwĂ€hnte Hybridbauweise zum Einsatz kamâ, so nochmals Flöge.
PTES âwĂ€rmtâ ab 2024/25: Einschnitt, Startschuss, Wegweiser
Saisonale WĂ€rmespeicher sind ein zentrales Element der WĂ€rmewende und ĂŒberbrĂŒcken die Zeitdifferenz zwischen WĂ€rmeerzeugung und -verbrauch. Dieser Herausforderung hat sich auch der am Projekt beteiligte Abdichtungshersteller Solmax mit geeigneten Produkten und Praxiserfahrung in Bezug auf den Bau von ErdbeckenwĂ€rmespeichern angenommen. Solmax stellt nicht nur innovative geosynthetische Produkte fĂŒr diese Anwendung her, sondern realisiert seit fast einem Jahrzehnt mit der hauseigenen Installationsabteilung erfolgreich ErdbeckenwĂ€rmespeicher. Der PTES in Meldorf wird noch im Jahr 2023 fertiggestellt, vorwiegend ĂŒber den Sommer 20024 mit WĂ€rme âbeladenâ. Ab der Heizsaison 2024/25 startet voraussichtlich die Versorgung aus dem PTES heraus. FĂŒr die Gemeinde Meldorf darf der gröĂte saisonale ErdbeckenwĂ€rmespeicher Deutschlands als positiver Einschnitt in die eigene WĂ€rmeversorgung gelten, fĂŒr Glapor vielleicht als der Startschuss in ein neues Anwendungsfeld innovativer SchaumglasdĂ€mmstoffe. FĂŒr die deutsche Energiewende ist es auf jeden Fall ein Projekt mit Wegweiser-Charakter.
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