Latent und effizient: Wärme speichern mit PCM

Mit Latentwärmespeichern lassen sich sehr viel höhere Speicherdichten erzielen als mit herkömmlichen Warmwasserspeichern. Die so genannten Phase Change Materials (PCM) kommen oft dort zum Einsatz, wo es gilt, die Energieversorgung zu sichern und aktive Komponenten einzusparen, oder wo Platzmangel herrscht bzw. zusätzliches Gewicht eingespart werden muss: in Transportbehältern für Kühlgut, mobilen Abwärmenutzung oder bei Funktionskleidung. Wie Wärme- oder Kältespeicherung mit PCM funktioniert und wie sich diese Technik auch für die Klimatisierung von Gebäude einsetzen lässt, zeigt das neue BINE-Themen-Info "Latentwärmespeicher".

Die Idee, Wärme und Kälte in einem Phasenübergang zu speichern ist nicht neu. Schon die Römer nutzten mit dem Schmelzen von Eis den Phasenübergang von fest nach flüssig, um Lebensmittel zu kühlen. Heute werden verbreitet große Kältespeicher mit kostengünstigen Salzlösungen als Pufferspeicher in der Klimatisierung eingesetzt. Die meisten Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten zu PCM mit dem Motiv "Energie sparen" zielen auf das Puffern von Temperaturspitzen in Gebäuden. Dazu werden z. B. mikroverkapselte Paraffine in die Gebäudestruktur eingebracht, um die Wärmekapazität eines Gebäudes zu erhöhen. Der größte Vorteil ist daher bei Gebäuden in Leichtbauweise zu erwarten, da diese zumeist eine unzureichende Wärmespeicherfähigkeit besitzen.

Bei der Suche nach geeigneten PCM geht es nicht nur darum, ein Material zu finden, das Wärme in einem definierten Temperaturbereich speichern kann. Das Material soll sich soweit wie möglich wie andere Konstruktionswerkstoffe verhalten: Es soll formbeständig und mechanisch belastbar sein. Durch verschiedene Formen der Verkapselung und der Verarbeitung zu Verbundmaterialien können hierfür konstruktive Lösungen gefunden werden. Das Themen-Info "Latentwärmespeicher" berichtet über die vom Bundesministerium für Wirtschaft und Arbeit (BMWA) geförderten Forschungsarbeiten am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) im Verbund mit Industriepartnern und das Forschungsprojekt "Innovative PCM-Technologie", das von ZAE Bayern koordiniert wird.

Das BINE-Themen-Info "Latentwärmespeicher" können Sie hier im Internet herunterladen.