In der Stadt Gram, Dänemark, wurde eines der landesweit größten Systeme für Pit Thermal Energy Storage (PTES) errichtet, um die auf erneuerbaren Energien basierende Fernwärme zu unterstützen. Die im Auftrag von Gram Fjernvarme a.m.b.a. realisierte Anlage verfügt über eine Speicherkapazität von 122.000 m³. Mit einer Grundfläche von 125 mal 110 Metern und einer Tiefe von 16,5 Metern stellt sie einen bedeutenden Fortschritt für die großskalige thermische Energiespeicherung in Dänemark dar.
Der Speicher wird primär durch ein 44.800 m² großes Solarthermie-Feld gespeist. Die im Sommer gewonnene Wärme wird im Becken gespeichert und im Winter, wenn die solare Verfügbarkeit gering ist, in das Fernwärmenetz abgegeben. Das System produziert jährlich rund 18.000 MWh Wärme und deckt damit den Großteil des Wärmebedarfs der Stadt.
Die Auswirkungen sind messbar: Durch den Ersatz der Erdgasheizung durch solarbasierte Wärmespeicherung reduziert Gram die Kohlendioxidemissionen um etwa 3.700 Tonnen pro Jahr. Das Projekt erhöht die lokale Energiesicherheit, stabilisiert die Heizkosten und trägt direkt zu den nationalen Dekarbonisierungszielen bei.
Solmax spielte eine entscheidende Rolle bei der Umsetzung dieses Ergebnisses. Das Unternehmen übernahm die Vorfertigung, Materiallieferung, Installation und Qualitätssicherung für das geokunststoffbasierte Abdichtungs- und Schutzsystem. Fortschrittliche Geomembrane und multifunktionale Geokomposite wurden eingesetzt, um sicherzustellen, dass der PTES heißes Wasser bis zu 90 °C sicher umschließen kann und die Leistung über Jahrzehnte des Betriebs aufrechterhält.
Die saisonale Speicherung von Solarwärme erfordert hochkapazitive Systeme, die Energie über Monate hinweg sicher speichern können. Der PTES in Gram musste mit 122.000 m³ erheblichem hydrostatischem Druck des gespeicherten Wassers standhalten und gleichzeitig die Dichtheit bei hohen Betriebstemperaturen gewährleisten.
Wassertemperaturen von bis zu 90 °C stellten enorme Anforderungen an das Abdichtungssystem. Viele herkömmliche Dichtungsbahnen degradieren unter dauerhafter thermischer Belastung und verlieren an Flexibilität, Undurchlässigkeit oder struktureller Integrität. Sicherzustellen, dass das System resistent gegen Kriechen, Spannungsrisse und beschleunigte Alterung ist, war eine zentrale technische Anforderung.
Die Größe des Projekts brachte weitere Komplexität mit sich. Bei Beckenabmessungen von über 100 Metern Länge und Breite mussten große Geomembran-Paneele vorgefertigt, transportiert und vor Ort mit absoluter Nahtintegrität verschweißt werden. Die Qualitätskontrolle war entscheidend, da jeder Fehler die Speicherleistung gefährden könnte.
Das Abdeckungssystem stellte eine weitere Herausforderung dar. Um Wärme zu speichern und das Reservoir zu schützen, musste es eine Isolierung mit langlebigen, UV- und witterungsbeständigen Geomembranen kombinieren. Zudem waren Schutzlagen erforderlich, um gegen mechanische Lasten, Setzungen und Durchstichrisiken abzusichern.
Diese Herausforderungen in Gram spiegeln die allgemeinen Probleme des Sektors der erneuerbaren Wärme wider: Um saisonale Speicherung wirtschaftlich zu machen, müssen Containment-Systeme thermische Widerstandsfähigkeit, Undurchlässigkeit und langfristige Haltbarkeit vereinen.
Solmax lieferte ein komplettes Geokunststoff-Paket für den PTES in Gram, wobei fast 100.000 m² Material installiert wurden. Jedes Produkt wurde für eine spezifische Rolle im Abdichtungs- und Schutzsystem ausgewählt.
FABRINET® BP (16.000 m²) wurde als Basisschicht installiert, um den Untergrund vor Durchstichen durch Unregelmäßigkeiten im Fundament zu schützen und eine stabile Oberfläche für die Geomembran zu gewährleisten.
Das Becken wurde mit GSE® HDH Hochtemperatur-Geomembranen abgedichtet, die für eine dauerhafte Belastung durch heißes Wasser entwickelt wurden. Rund 20.000 m² GSE HDH 2,0 mm wurden als primäre Abdichtung verwendet, unterstützt durch 20.000 m² GSE HDH 2,5 mm in Bereichen, die eine höhere Widerstandsfähigkeit gegen langfristige thermische Belastungen erforderten. Dieser zweischichtige Ansatz erhöhte die Redundanz und Robustheit des Systems.
Für die Abdeckung wurden 15.600 m² GSE HD Color 1,5 mm (lichtgrau) gewählt. Ihre UV-Beständigkeit und die reduzierte Solarabsorption minimierten den thermischen Stress und begrenzten gleichzeitig den Wärmeverlust.
Zwei Geokomposite, FABRINET® BP 50 2000 (14.600 m²) und FABRINET® BP 50 1200 (15.000 m²), wurden eingesetzt, um Drainage, Filtration und Durchstichschutz zu gewährleisten. Diese Schichten schützten die Abdichtung und verbesserten die mechanische Gesamtstabilität, insbesondere unter Setzungs- und Lastbedingungen.
Die Bauzeit dauerte von August 2014 bis September 2015. Solmax fertigte die Materialien spezifikationsgetreu vor, koordinierte die Lieferungen passend zum Baufortschritt und setzte ein erfahrenes Installationsteam ein. Kontinuierliche Nahtprüfungen und Qualitätskontrollen stellten die vollständige Dichtigkeit sicher. Die fertiggestellte Anlage speichert nun bis zu 122.000 m³ heißes Wasser bei 90 °C und liefert jährlich rund 18.000 MWh erneuerbare Wärme. Sie spart jährlich etwa 3.700 Tonnen CO₂ ein und gewährleistet gleichzeitig eine zuverlässige Fernwärmeversorgung für die Bewohner von Gram. Durch die Integration von Solarkollektoren, saisonaler Speicherung und fortschrittlichen Geokunststoffen demonstriert der PTES in Gram, wie erneuerbare Wärme fossile Brennstoffe in großem Maßstab ersetzen kann. Die GSE Geomembranen und FABRINET Schutzschichten von Solmax bieten die Containment-Leistung, die diesen Übergang ermöglicht und sicherstellt, dass die gespeicherte Wärme das ganze Jahr über eine verlässliche Ressource bleibt.
Der Gram-PTES musste bei einem Volumen von 122.000 m³ einem erheblichen hydrostatischen Druck des gespeicherten Wassers standhalten und gleichzeitig auch bei hohen Betriebstemperaturen undurchlässig bleiben.
Solmax lieferte ein komplettes geokunststofftechnisches System für den Gram-PTES, wobei nahezu 100.000 m² Material installiert wurden.
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