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Solar Cooling

Vor dem Hintergrund eines global ansteigenden Kältebedarfs und Energieverbrauchs hat die Nutzung von solargestützter Klimatisierung großes und unerschlossenes Potenzial.

(Wien, 23.7.2009) Dass Solaranlagen zum Erwärmen von Wohn- und Firmengebäuden verwendet werden, ist bekannt. Sich die Sonne zur Kühlung eines Gebäudes zu Nutze zu machen, klingt anfänglich merkwürdig. Doch man kann mit Sonnenwärme auch genau das Gegenteil ihrer herkömmlichen Wirkung erreichen: klimatisierte und gekühlte Räume. Zudem steigt der weltweite Bedarf nach Kälteenergie rasanter an als der Bedarf nach Wärmeenergie.

 

Kühler Kopf

Der Einsatz erneuerbarer Energie trägt zu einer verbesserten Gesamtenergiebilanz des Gebäudes bei. Gerade in Zeiten, wo Sommertemperaturen ansteigen, kommt die Gebäudekühlung intensiver zum Einsatz. Im Zuge dessen kann dadurch auch die Arbeitsleistung der Mitarbeiter eine Optimierung erfahren, da es sich in angenehm gekühlten Räumen und geringerer Hitzelast stressfreier arbeiten lässt.

 

In Punkto Energieverbrauch der Klimatisierungsgeräte herrschen auch geografische Unterschiede, da in südlichen Mittelmeerstaaten die Hitze unermessliche Ausmaße annimmt.

 

Mehrfachoptimierung

Neben Kosteneinsparung und der Schonung von natürlichen Ressourcen tragen solargestützte Kühlungsprozesse auch dazu bei, den von der Energiesparverordnung geforderten Primärenergieverbrauch einzuhalten. Die Sommerzeit führt außerdem häufig zu Wasserknappheit (beispielsweise in Flüssen, die zur Kühlwasserversorgung herangezogen werden) und infolgedessen auch zu Ressourcennot. Nicht zuletzt bekommt durch Solar Cooling auch das öffentlich zugängliche Stromnetz, von dem unzählige Unternehmen zehren, hitzefrei.

 

Wie funktioniert solare Kühlung?

Bei der solaren Kühlung sind thermische Kältemaschinen in Betrieb, die Kühlung erzeugen. Im Unterschied zu herkömmlichen – von Elektronenergie angetriebenen Anlagen – werden diese Maschinen durch Solaranlagen betrieben. Neu ist die Methode nicht; mit Wärme angetriebene Kältemaschinen waren bereits um 1850 bekannt. Doch erst in den vergangenen Jahren wurden Aggregate unterhalb von 35 Kilowatt (kW) Kälteleistung produziert. Seitdem können sie auch quasi serienmäßig für Gebäudekühlung verwendet werden. Der Kostenpunkt bei den Kühlvorgängen beträgt sich zwischen 1300 und 8000 Euro pro kW Kälteleistung. Die Forschung strengt eine Kostensenkung auf unter 1000 Euro je kW an.

 

Varianten

Drei Systemlösungen von solargestützter Klimatisierung werden nach dem Kühlprinzip unterschieden: Absorptionskältemaschinen, Adsorptionskältemaschinen und Desiccant and Evaporative Cooling (DEC-Maschinen).

 

Luftkühlung

In DEC-Anlagen wird Luft oder eine Mixtur aus Wasser und Lösungsmittel durch Solarenergie erhitzt. Es sind offene Systeme, die Verdunstungs- und Luftfeuchtigkeitskühlung kombinieren und so die Raumluft klimatisieren. Bei den luftgekühlten Anlagen werden im Schnitt zehn Quadratmeter Kollektorfläche pro 1000 Kubikmeter Zuluft stündlich errichtet.

 

 

Wasserkühlung

Bei den wassergekühlten Systemen (Absorptions- und Adsorptionskältemaschinen) werden im Durchschnitt drei Quadratmeter Kollektorfläche pro Kilowatt Kühlleistung installiert. Bei beiden handelt es sich um geschlossene Systeme, die Wasser kühlen. Anschließend kühlt das Wasser die Räume durch Wärmeentzug ab, indem es durch Kühlflächen, Kühldecken und Umluft-Kühlgeräte im Gebäude fließt.

 

Kommerzialisierung

Punkto Effizienz und Wirtschaftlichkeit ist Solar Cooling also durchaus vielseitig einsetzbar und höchst wirkungsvoll. Der Markt dafür ist allerdings kaum entwickelt und bisher wurden solargestützte Energieanlagen erst in überschaubarer Menge produziert. Erfahrungswerten zufolge würde jedoch eine serienmäßige Produktion nachhaltig Kosten und Energieverbrauch in Unternehmen schmelzen.

 

Die Projekte im Bereich Solar Cooling stecken entwicklungstechnisch noch in den Kinderschuhen: Über einen Forschungs- sowie Demonstrationsstatus geht es nicht hinaus. Derzeit arbeiten Wissenschaftler daran, den Langzeitbetrieb sowie die Effizienz zu einem optimalen Anlageneinsatz zu analysieren. Auch in Bezug auf Hersteller-Kooperation muss Vorarbeit geleistet werden. Es existieren aber auch bereits kommerzielle Angebote mit voll ausgestatteten Ausrüstungssätzen, die aus solargestützten Kühlungselementen bestehen. Die Experten rechnen mit weiteren Industrieangeboten.

 

Projekte

Im Rahmen des Projekts Solair des Instituts für nachhaltige Technologien (AEE Intec) wird die Verbreitung von kleinen und mittleren Klimatisierungsanlagen angepeilt. Dabei liegt der Schwerpunkt auf Wohn- und Bürogebäuden, die Heizungs-, Warmwasserbereitungs- und Klimatisierungssysteme miteinander kombinieren können.

 

Ausgiebige Hintergrundinformationen zu Projekten, Marktstatistiken und Anlagen im Themenfeld Solarwärme sind hier zu finden. 

 

Vom 7. bis 10. September findet die 10th European AEE-Conference statt.

Ort: Hofburg, Wien

Veranstalter: IAEE (International Association for Energy Economics), Technische Universität Wien

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