Das Energiesystem der Zukunft: Haus mit Photovoltaik, Wärmepumpe und dem cowa Booster Speicher im Keller.

Photovoltaikanlagen werden oft mit Wärmepumpen verbunden, um möglichst viel selbst produzierten Strom zum Heizen zu verwenden. Für diese Kombination braucht es Speicher; nur so lässt sich die tagsüber produzierte Wärme auch am Abend und in der Nacht noch nutzen. Häufig wird für die Wärmespeicherung Wasser verwendet. Ein Start-up der Hochschule Luzern hat eine Methode entwickelt, mit der die Kapazität dieser Speicher um ein Vielfaches gesteigert werden kann.

80 Prozent des Energieverbrauches von Schweizer Haushalten gehen auf Raumwärme und Warmwasseraufbereitung zurück. Hier liegt grosses Potenzial, um CO2 einzusparen und von schwankenden Strompreisen unabhängig zu werden. Photovoltaik, kombiniert mit einer Wärmepumpe, ist für viele Hauseigentümerinnen und -eigentümer deshalb die Lösung ihrer Wahl. Ein Problem bleibt jedoch: Wenn die Sonne nicht scheint, erzeugt die Photovoltaik keine Energie und kann somit auch die Wärmepumpe nicht antreiben. Deshalb entscheiden sich die meisten Eigentümer von Ein- oder Mehrfamilienhäusern zusätzlich für einen mit Wasser gefüllten Pufferspeicher. Dieses wird mit überschüssiger Energie aus der Photovoltaik-Anlage via Wärmepumpe aufgewärmt. So wird die Wärme für Nächte und düstere Tage gespeichert. Das Problem dabei: Wasserspeicher brauchen viel Platz, und der ist nicht überall vorhanden oder teuer. Cowa Thermal Solutions AG, ein Start-up der Hochschule Luzern, hat eine neue Speichermöglichkeit entwickelt, welche die Kapazitäten vergrössert, ohne mehr Raum in Anspruch zu nehmen.

Nachhaltig und kostengünstig

«Das Kernstück unserer Technologie ist das Speichermaterial. Es basiert auf kostengünstigen Salzhydraten, deren Speicherdichte um bis zu drei Faktoren höher ist als diejenige von Wasser. Entsprechend leistungsfähiger sind unsere Wärmespeicher», sagt cowa-Gründer und Co-CEO Remo Waser. Das Material ist nicht giftig; die rezyklierbaren Rohmaterialien werden auch in der Lebensmittelindustrie eingesetzt. «Dadurch ist unser Speicher deutlich nachhaltiger und günstiger als andere Technologien wie zum Beispiel elektrische Batterien», betont Waser. Die Salzhydrate befinden sich in Kapseln, mit denen der Speicherbehälter befüllt wird. Am Ende macht das Heizungswasser darin noch etwa 40 Prozent aus; 60 Prozent sind durch die Wärmespeicherkapseln gefüllt. Diese nehmen die Wärme des Heizungswassers auf und geben sie beim Abkühlen wieder ab. «So kann der cowa-Pufferspeicher zwei- bis dreimal mehr Energie speichern als ein gleich grosser herkömmlicher Wasserspeicher ohne Kapseln», ergänzt Jan Allemann, CRO von cowa. Durch die höhere Kapazität und die verlustfreie Übertragung der Energie wird der Speicher zum idealen Bindeglied zwischen Wärmepumpe und Photovoltaik-Anlage.

Von der Hochschule auf den Markt

Bereits im Rahmen ihrer Masterarbeit haben Waser und seine Kollegen an Salzhydraten und ihrer Langzeitstabilität geforscht und anschliessend während vier Jahren weiter an dem Thema gearbeitet, bis daraus ein einsatzfähiges Produkt wurde: Die cowa Booster Speicher. Während der letzten Heizperiode wurde es intensiv im Feld getestet und ist jetzt auf dem Markt erhältlich. Die Tests haben gezeigt, dass sich dank der cowa-Technologie die Heizautarkie verdoppelte und sich so die Abhängigkeit vom Stromnetz halbiert hat.