Ende November wurde in Frauenfeld eine bahnbrechende technologische Innovation in Betrieb genommen: die weltweit erste Sorptionsspeicher-Wärmepumpe, entwickelt von der Hochschule Luzern in Zusammenarbeit mit der Matica AG. Diese Pilotanlage, die zuvor in der Hochschule Luzern getestet und anschließend nach Frauenfeld transportiert wurde, ist ein Meilenstein in der Entwicklung nachhaltiger Energiespeicherlösungen. Als Speichermedium nutzt die Anlage Natronlauge, die auf einem thermochemischen Prinzip basiert und in der Lage ist, überschüssige Energie aus der Sommerproduktion einer Photovoltaikanlage zu speichern und effizient für die Beheizung im Winter bereitzustellen.
Das Funktionsprinzip der Sorptionsspeicher-Wärmepumpe beruht auf einem geschlossenen System, das thermische Energie speichert und bei Bedarf wieder freisetzt. Im Sommer wird die Natronlauge durch Entzug von Wasser konzentriert. Dieser Prozess, der mit überschüssigem Strom der PV-Anlage betrieben wird, ermöglicht eine langfristige Speicherung der Energie ohne nennenswerte Verluste. Die konzentrierte Natronlauge und das abgeschiedene Wasser werden bei Raumtemperatur in separaten Tanks gelagert. Dieser Zustand bleibt stabil, bis die gespeicherte Energie im Winter benötigt wird. In der kalten Jahreszeit wird die konzentrierte Natronlauge mit dem zuvor abgeschiedenen Wasser vermischt, wodurch ein exothermer Prozess in Gang gesetzt wird. Die Lauge nimmt das Wasser auf, das mithilfe von Niedertemperaturwärme verdampft wird, und gibt dabei sowohl Kondensationswärme des Wasserdampfes als auch Mischungswärme ab.
Ein zentraler Bestandteil der Anlage ist der Massen- und Wärmetauscher, der als Sorptionswärmepumpe arbeitet. Dieser ermöglicht es, nahezu ohne zusätzliche elektrische Energie Heizungswärme bereitzustellen. Im Vergleich zu herkömmlichen Wärmepumpen bietet diese Technologie das Potenzial, den Energiebedarf für Heizzwecke erheblich zu senken und gleichzeitig eine höhere Effizienz in der Energiespeicherung und -nutzung zu erreichen. Der innovative thermochemische Prozess gewährleistet eine stabile und zuverlässige Wärmeversorgung, selbst in Zeiten mit minimaler Sonnenstrahlung oder geringen Außentemperaturen.
Die Inbetriebnahme dieser weltweit ersten SeasON-Demonstrationsanlage markiert einen entscheidenden Schritt in Richtung nachhaltiger Energieversorgung. Die Möglichkeit, saisonale Energieüberschüsse aus dem Sommer für den Winter zu speichern und effizient zu nutzen, bietet einen vielversprechenden Ansatz, um erneuerbare Energien besser in bestehende Versorgungssysteme zu integrieren. Vor allem in Regionen mit saisonal schwankender Energieproduktion könnte diese Technologie eine entscheidende Rolle spielen. Darüber hinaus zeigt das Projekt, wie durch innovative Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und der Industrie zukunftsweisende Lösungen für globale Energie- und Klimaherausforderungen entstehen können.
Die Entwicklung und der erfolgreiche Betrieb der Sorptionsspeicher-Wärmepumpe in Frauenfeld ist nicht nur ein technischer Fortschritt, sondern auch ein Beweis für das Potenzial moderner Wissenschaft und Technik, nachhaltige Antworten auf drängende Probleme der Energieversorgung und des Klimaschutzes zu liefern. Die Möglichkeit, erneuerbare Energien effizienter zu speichern und zu nutzen, bringt uns einen Schritt näher an das Ziel, eine CO₂-neutrale Energiezukunft zu gestalten.
