Der Energieinhalt eines Speichers ist nicht nur durch seinen Inhalt, sondern auch durch die nutzbare Temperaturdifferenz bestimmt. Die Verluste während der massgebenden Speicherzeit verringern den Energieinhalt.

Energieinhalt = Volumen x Nutz-Temperaturdifferenz - Verluste

Der Speicher wird geladen, indem das warme Wasser (aufgeheizt) prinzipiell oben eingespeisst und das kältere unten entnommen wird. Die Entladung funk-tioniert umgekehrt, so wird der Speicher geschichtet geladen und entladen.

Die Schichtung in einem Speicher entsteht nicht von selbst, indem ein gemischter Speicher sich entmischt ("zu schichten beginnt") und oben wärmer und unten kälter wird, sondern durch richtige Ladung und Entladung.
Die Tatsache, dass Wasser seine Dichte mit der Temperatur ändert und solange es nicht zirkuliert, ein schlechter Wärmeleiter ist, muss bei der Speicherbewirtschaftung berücksichtigt werden und kann bei der Höhenwahl von verschiedenen Anschlüssen geschickt ausgenützt werden. So sollte z.B. der Heizungsrücklauf nicht ganz unten in den Speicher geführt werden.

Eine gute Schichtung wird wie folgt erreicht:
-Die Wasseranschlüsse werden so gebaut, dass das Wasser mit kleiner Geschwindigkeit ein- und ausströmt
-Die Stutzen auf der richtigen Höhe am Speicher anschliessen.
-Nicht nutzlos Wasser umwälzen (ohne Laden und Entladen).

Ein Speicher schichtet, wenn Wasser
-am richtigen Ort,
-nicht nutzlos,
-langsam ein- und ausströmt,
d.h. bei einem Speicher darf weder intern nocht extern ein "Rührwerk" eingebaut werden.

In der Praxis ist es möglich, in einem Speicher Temperaturdifferenzen von 50°C und mehr innerhalb von 5 cm (Höhe) zu erzeugen und diese Schichtung durch Ladung und Entladung des Speichers mehrfach auf und ab zu schieben.

Wenn ein Speicher schichtet, müssen die Fühler der Steuerungen sehr sorgfältig (auf der richtigen, zugehörigen Höhe) platziert werden. Es geht dann nicht mehr einfach um einen Speicherfühler, der an einer beliebigen Stelle auf den Speicher geklebt werden kann. Fünf Zentimeter höher oder tiefer können sehr wohl entscheidend sein.
Grundsätzlich kann in jedem Speicher eine Schichtung erreicht werden. In eher "schlanken" Speichern ist die Schichtung einfacher zu erreichen (weniger empfindlich auf Ein- und Ausströmen).
Wenn in einem Speicher mehrere verschiedene Temperaturzonen (mehr als 3) benutzt werden sollen, oder wenn über längere Zeit gespeichert werden soll (Sonnenheizungen mit hohem Deckungsgrad), ist eine grössere Speicherhöhe (über 2 m) sehr vorteilhaft bis notwendig.

In hohen Speichern ist mehr "Platz" (Höhe) für die verschiedenen Temperaturzonen vorhanden.

Schichtung und gute Speicherbewirtschaftung
-erhöhen den Nutzen eines Speichers
-sind unabdingbare Voraussetzungen, dass eine Sonnenenergieanlage gebaut werden kann.

Einleitung
Die Frage nach der richigen Speichergrösse ist sehr komplex. Sie kann und muss von verschiedenen Seiten her betrachtet werden. Sie wird auch von vielen Randbedingungen z.T. sehr direkt beeinflusst.

Auf die mögliche, nötige oder sinnvolle Grösse des Speichers haben einen Einfluss:

-Fläche und Art der Sonnenkollektoren
-Orientierung und Neigung der Sonnenkollektoren
-Möglichkeit, die Leistung der Kollektoren zu begrenzen oder Überschusswärme abzuführen (Sommerüberschuss)
-Speicherverluste
-ständige Verluste des Systems (z.B. Warmwasserzirkulation)
-Heizenergie- und Warmwasserbedarf (wieviel und zu welcher Zeit)
-Angestrebter oder möglicher solarer Deckungsgrad
-Art der Zusatzheizung (Holz-, Öl-, Gaskessel, Wärmepumpe) und deren Grösse
und Wirkungsgrad
-Art, wie die Heizung betrieben wird (Wird z.B. bei der Holzfeuerung laufend geheizt, nur morgens oder abends oder sollte sogar für mehrere Tage gespeichert werden können?)
-Art der Wärmeabgabe (Arbeitstemperaturen)
-Aufstellungsort (Geht die Abwärme verloren oder kommt sie dem Gebäude zumindest zum Teil als Grundlastheizung zugute?)
-Platzverhältnisse (Ein wie grosser Speicher hat überhaupt Platz, kann eingebracht werden, etc.?) -Produktions- und Transportmöglichkeiten des Speicherlieferanten
-Wünsche und Vorstellungen des Bauherrn vorhandene finanzielle Mittel
-Art der Sonnenenergieanlage
-Qualität der Speicherbewirtschaftung
-etc.

In der Praxis ist die Grösse des Speichers immer ein möglichst sinnvoller Kompromiss und nicht zuletzt eine Frage der Erfahrung und des Gespürs desjenigen, der die Grösse des Speichers bestimmt. Gerade bei Sonderfällen (hohe Deckungsgrade etc.) und bei Holzfeuerungen kann die Speichergrösse sehr unterschiedlich ausfallen (Komfortwünsche etc.).

-Dimensionierung, Ausgehend von den Sonnenkollektoren in Bezug auf Ladefähigkeit und Überwärme/Sicherheit

Die Situation wird anhand des auch sonst recht aufschlussreichen Beispiels von Speichertemperaturverläufen dargestellt.
Annahmen:
-40 m gute Flachkollektoren, Neigung 45°, Orientierung Süd
-eine Reihe von schönsten Sonnentagen
-kein Verbrauch
-Starttemperatur 10°C / Kollektortemperatur 20°C
-normale Speicherisolation (16 cm Glaswolle)
-Speichergrösse variabel (siehe Bild)

-Dimensionierung, Ausgehend von der Zusatzheizung
Der Pufferspeicher der autarken Heizungsanlage sollte so dimensioniert sein, dass eine Aufheizung mit Holz nur einmal pro Woche notwendig ist. Bei einem angenommenen 'Verbrauch' von 100-130kWh pro Tag, ergibt sich damit eine notwendige Speicherkapazität von 700-1000kWh. Die folgende Tabelle gibt Aufschluss über die gespeicherte Wärmeenergie der Speicher in Abhängigkeit von der Speichergröße sowie des nutzbaren Temperaturbereiches.

306 kWh

408 kWh

510 kWh

612 kWh

714 kWh

350 kWh

467 kWh

583 kWh

700 kWh

816 kWh

394 kWh

525 kWh

656 kWh

788 kWh

919 kWh

437 kWh

583 kWh

729 kWh

875 kWh

1021 kWh

Speicher müssen gut isoliert werden, so dass möglichst wenig Wärme nutzlos verloren geht. Dabei ist zu beachten, dass über Anschlüsse, Stutzen, interner Durchzug etc. sehr häufig ein Mehrfaches an Energie den Speicher verlässt, als durch die eigentliche Isolation. Anschlüsse verlieren auch Wärme durch interne Rohrzirkulation. Deshalb sind z.B. heisse Abgänge zuerst prinzipiell nach unten zu führen (Thermosiphon-Bremse).

Durch einen einzigen Anschluss können mehrere 100 Watt (bei grossen Anlagen noch viel mehr) ständig verloren gehen und können so z.B. zu einer ständigen ungewollten Beheizung des ganzen Hauses führen.

Bei der Isolation eines Speichers ist zu beachten, dass die "Energieverluste" nicht immer verloren sind. Sie können zur Grundlastheizung eines Gebäudes beitragen, wenn sie in einem Raum anfallen, der sowieso geheizt wird (Bastel-raum, Trockenraum etc.). Speicher sollen also wenn immer möglich in einem Raum stehen, wo die Abwärme genutzt werden kann und im Sommer nicht wesentlich stört. Ist dies nicht möglich, muss der Speicher sehr gut isoliert werden (in Räumen mit Abwärmenutzung 120 - 200 mm, wenn die Abwärme verloren geht, 200 mm und mehr).

Besser ein etwas kleiner Speicher im Haus, als ein richtig grosser im Garten.

Die meisten Sonnenenergiespeicher werden mit Glas- oder Steinwollmatten "eingewickelt". Als mechanischer Schutz dient ein Maschengitter, ein Kunststoff- oder Blech-Mantel. Für die meisten Anwendungen ist die übliche Speicherisolationsmethode durchaus genügend. Bei grösseren Speichern und vor allem bei Saisonspeichern (Sonnenheizungen mit hohem Deckungsgrad) sollten aber alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden. In der Praxis variiert die Qualität einer Speicher-isolation je nach Arbeitssorgfalt und Technik, in einem sehr weiten Bereich.

Die Qualität der Speicherisolation sollte in einem vernünftigen Verhältinis zur Entladezeit des Speichers stehen.

Der Speicher muss so gut isoliert werden, dass Wärme je nach Situation über längere Zeit (1 bis 4 Monate) mitgenommen werden kann.
Zudem darf der relativ grosse Speicher nicht so viel Wärme verlieren, dass diese im Sommmer im Haus störend wirkt.
Duch Belüften des Speicherraumes kann, wenn nötig, Abhilfe geschaffen werden. Aufgrund von Erfahrungen ist dies aber kaum notwendig.
Gut isolierte Häuser sind im Sommer generell kühler. Die Abwärme des Speichers kann so gut verkraftet werden.
Hier wird auch gerne vergessen, dass manche ganz gewöhnliche Heizungsanlage
wesentlich mehr ungewollte Abwärme in ein Wohnhaus abgibt, als ein gut isolierter Speicher verlieren würde.

Neben der Isolationsstärke und Ausführung hat die Speichertemperatur einen grossen Einfluss auf die Wärmeverluste. Je heisser der Speicher, um so grösser die Wärmeverluste.
Zudem ist auch der k-Wert der Isolation temperaturabhängig. Je heisser der Speicher, desto schlechter der k-Wert.
Diese Einflüsse machen sich bei mangelhafter Isolierungsqualität selbstver-ständlich stärker bemerkbar.