F
Fachwerk.de
- Beiträge
- 6.432
Der
Bedarf an Kälte zur Klimatisierung von Gebäuden und zur Kühlung von Prozessen
wächst weltweit. Gleichzeitig steigen die Preise für Energie. In Ländern mit
hoher Sonneneinstrahlung führen Klimaanlagen bereits zu einem kritischen Anstieg
des Spitzenstrombedarfs. Nach Untersuchungen der Internationalen Energie Agentur
(IEA) wird der Strombedarf für die Klimatisierung von Gebäuden in Europa weiter
zunehmen. Während in Japan fast 100 Prozent der Bürogebäude und 85 Prozent der
Wohngebäude klimatisiert sind, liegt der Anteil in Europa bei den Büros bei nur
27 Prozent und bei Wohngebäuden gerade mal bei fünf Prozent. Aufgrund der
klimatischen Veränderungen in Europa sowie dem allgemeinen Trend zu mehr Komfort
erwartet die IEA einen Zuwachs an gekühlten Gebäudeflächen von 65 Millionen
m²/Jahr bis zum Jahr 2020 in Europa oder 12,7 Prozent/a . Die höchsten
Zuwachsraten mit bis zu 50 Prozent werden in Italien und Spanien erwartet,
Deutschland liegt dagegen eher im mittleren Bereich. Fachleute befürchten, dass
es im Zuge der Liberalisierung des Strommarktes sowie dem wachsenden Bedarf an
Spitzenstrom für Klimaanlagen im Sommer zu Engpässen bei der Stromversorgung
kommen könnte. Mit der Förderung von solar unterstützen Klimaanlagen will die
IEA ein dreifaches Zeichen setzen:
Kapitalanleger den raschen Aufstieg der Solartechnik von der Tüftelecke über die
Ökobranche zum Hightech-Favoriten. Ungeachtet der politischen Ausrichtung in
Berlin und Anfeindungen aus dem Lager der EVUs sind Solaraktien derzeit die
Lieblinge der Börse. Alle Hersteller haben ihre Produktionskapazitäten
ausgebaut, Tausende neuer Arbeitsplätze sind in den letzten Jahren entstanden,
Inlandsabsatz und Export erleben einen Boom ohne gleichen. Analysten von Banken
und Fondsgesellschaften rechnen in den nächsten 15 Jahren mit jährlichen
Wachstumsraten auf dem Photovoltaikmarkt von durchschnittlich 20 Prozent. In der
Solarthermie sollen aufgrund der hohen Ölpreise sogar Zuwachsraten von 25 bis 30
Prozent möglich sein. Mit rund 75 Prozent Marktanteil ist China unbestrittener
Wachstumstreiber in diesem Bereich.
<center>
</center>
Insgesamt sei der Markt für thermische Solaranlagen ähnlich
dynamisch wie der Photovoltaikmarkt, obwohl politisch und gesetzlich weniger
gefördert. Bereits heute werde mit Solarthermieanlagen weltweit 18 mal mehr
Energie erzeugt als mit Photovoltaikanlagen, so eine Studie der schweizerischen
Bank Sarasin. Aus Sicht der Analysten sei die Technologie des solaren Kühlens
ein wichtiger Wachstumsfaktor im Bereich der Solarthermie.
Viel versprechende Entwicklung in Europa
Im Gegensatz zu den Massenmärkten Photovoltaik bzw. Solarthermie
für die Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung befindet sich die solare
Kühlung noch in der Pilotphase. Europaweit sind derzeit rund 85 Anlagen mit
einer Kälteleistung von rund 6.300 kW in Betrieb. Die dafür eingesetzte
Solarkollektorfläche beträgt etwa 17.500 m². Dies deckt sich in etwa mit dem
Richtwert, wonach für die Erzeugung von einem Kilowatt Kälteleistung rund 3 m²
Kollektorfläche notwendig sind. Die vorherrschende Größe bei den realisierten
solaren Klimaanlagen liegt im Bereich über 100 kW Kälteleistung, da die Auswahl
an geeigneten kleinen, thermisch angetriebenen Absorptionskältemaschinen derzeit
noch gering ist.
hohem Aufwand für die Planung, den Bau und die Optimierungsphase. Auf den
mittlerweile recht zahlreichen Fortbildungsveranstaltungen zum Thema solare
Kühlung (zuletzt
im Rahmen der intersolar 2006) gestehen einige Protagonisten dieser
Technologie allerdings ein, dass deren Wirtschaftlichkeit auch bei den derzeit
hohen Energiepreisen noch nicht gegeben sei. So sind die auf solaren Betrieb
optimierten thermisch angetriebenen Kältemaschinen um den Faktor 2 bis 5 teurer
als entsprechende Flüssigkeitskühlsätze mit elektromotorischem
Verdichterantrieb. Hinzu kommen die Kosten für die Solarkollektoren als
"Antriebsmotor" für die thermische Kälteerzeugung, die sich im Grunde genommen
nur dann lohnen, wenn sie auch zum Heizen, zur Trinkwassererwärmung oder zur
Erzeugung von Prozesswärme genutzt werden.
Systeme zur solaren Klimatisierung
Grundsätzlich wird bei der solaren Klimatisierung zwischen
thermisch solar autarken Systemen und solar unterstützten Systemen
unterschieden. Bei autarken Systemen ist der Solarkollektor die einzige
Antriebsquelle, bei unterstützten Systemen wird zusätzlich mit wärmeseitigen
(Heizkessel) oder kälteseitigen (konventionelle Kältemaschine) Back-up-Systemen
gearbeitet. Bei autarken Systemen kann deshalb keine Garantie über das
dauerhafte Erreichen definierter Raumluftzustände übernommen werden.
<center>
</center>
Im Rahmen des IEA-Projektes "Solar Assisted Air-Conditioning in
Buildings" wurden acht Grundtypen solarer Klimatisierung definiert (siehe FIA
Forschungsbericht "Solare Klimatisierung", IEA-SHC-Task 2T inklusive CD mit
Berichten aus den Demonstrationsvorhaben, 15 € zzgl. MwSt. und Versandkosten, zu
beziehen beim
Fachinstitut Gebäude-Klima e.V.).
Planungsunterstützung durch Wissenschaftler
Alle Beteiligten sind sich darüber einig, dass die Planung einer
solaren Kühl- bzw. Klimaanlage noch immer sehr aufwändig ist, auch wenn dies in
der Literatur oft verharmlost werde. Im Hinblick auf eine mögliche Förderung ist
es in jedem Falle ratsam, die Hilfe der im IEA-Projekt "Task 25, Solar Assisted
Air-Conditioning in Buildings" involvierten Institute in Anspruch zu nehmen. Aus
der Vielzahl an Erkenntnissen aus den bestehenden Anlagen nachfolgend einige für
den Planungsprozess wichtige Aussagen:
Die solare Klimatisierung findet wachsendes Interesse bei
Bauherren, Planern und Solarfirmen. Allerdings sind die Anlagen wegen ihres
individuellen Charakters noch keine Selbstläufer, d.h. ohne Förderung sind
derzeit meist keine wirtschaftlich interessanten Amortisationszeiten zu
erreichen. Die Praxis zeigt, dass in allen Bereichen noch Spielraum für
Optimierungen besteht. Dies gilt sowohl für die Planung als auch für
Installation, Inbetriebnahme und Betrieb. Als größte Herausforderung solarer
Klimaanlagen gelten die Hydraulik und die Regelung. Wegen der steigenden
Energiepreise und dem wachsenden Spitzenstrombedarf durch Klimaanlagen gilt die
Technik jedoch als aussichtsreich, insbesondere in sonnenexponierten Ländern.
Wichtig ist, dass in Zeiten ohne Kühlbedarf die zur Verfügung
stehende Wärme genutzt werden kann, z.B. zur Trinkwassererwärmung.
Anlagen zur solaren Klimatisierung werden im Rahmen des
Förderprogramms "Solarthermie 2000 plus" vom Bund gefördert. Bei
Demonstrationsanlagen mit marktgängigen Komponenten beträgt die Bezuschussung
der Investitionsmehrkosten 35 Prozent, bei Pilotanlagen mit neuen Komponenten
oder neuen Systemvarianten werden bis zu 50 Prozent der Mehrkosten bezuschusst.
Damit die bisherigen Erfahrungen mit solaren Klimaanlagen den neuen Projekten
zugute kommen, wird die wissenschaftliche Begleitung und Planung vom Staat mit
100 Prozent gefördert:
Firmen bieten Planungsunterstützung für solare Klimatisierung
Auch in Deutschland wird der solaren Klimatisierung eine viel
versprechende Zukunft vorausgesagt. Allerdings fehlt es noch an der notwendigen
Standardisierung bei der Auslegung, bei den Komponenten und bei der Regelung.
Firmen wie Wolf Klimatechnik aus Mainburg bieten einen Großteil der für solare
Klimaanlagen notwendigen Komponenten aus einer Hand an, beispielsweise ...
Cooling-Systeme (DEC) genannt, arbeitet Wolf mit dem Sorptionsradhersteller
Klingenburg zusammen. Dadurch steht eine Komplettanlage aus einer Hand zur
Verfügung. Bei den geschlossenen Kühlverfahren, also mit thermisch angetriebenen
Kaltwassersätzen nach dem Absorptions- bzw. Adsorptionsverfahren, gibt Wolf
Empfehlungen bzw. stützt sich auf die aktuellen Erkenntnisse des
Fraunhofer-Instituts für Solarenergie und der Fachhochschule Ingolstadt. Beide
Institutionen kooperieren mit Wolf und übernehmen auch beratende Aufgaben.
Für aktuelle Projekte steht somit ein großer Fundus an Erfahrungen zur
Verfügung, zumal das Fraunhofer-Institut für Solarenergie maßgeblich an
Demonstrationsprojekten "Solar Assisted Air Conditioning in Buildings" der
Internationalen Energieagentur beteiligt war und auch an der Entwicklung einer
Simulationssoftware zur Auslegung von solaren Klimaanlagen mitgewirkt hat.
<div align='right'>Siehe auch: <!-- FreeFind Begin No Index -->ausgewählte weitere Meldungen:
Bedarf an Kälte zur Klimatisierung von Gebäuden und zur Kühlung von Prozessen
wächst weltweit. Gleichzeitig steigen die Preise für Energie. In Ländern mit
hoher Sonneneinstrahlung führen Klimaanlagen bereits zu einem kritischen Anstieg
des Spitzenstrombedarfs. Nach Untersuchungen der Internationalen Energie Agentur
(IEA) wird der Strombedarf für die Klimatisierung von Gebäuden in Europa weiter
zunehmen. Während in Japan fast 100 Prozent der Bürogebäude und 85 Prozent der
Wohngebäude klimatisiert sind, liegt der Anteil in Europa bei den Büros bei nur
27 Prozent und bei Wohngebäuden gerade mal bei fünf Prozent. Aufgrund der
klimatischen Veränderungen in Europa sowie dem allgemeinen Trend zu mehr Komfort
erwartet die IEA einen Zuwachs an gekühlten Gebäudeflächen von 65 Millionen
m²/Jahr bis zum Jahr 2020 in Europa oder 12,7 Prozent/a . Die höchsten
Zuwachsraten mit bis zu 50 Prozent werden in Italien und Spanien erwartet,
Deutschland liegt dagegen eher im mittleren Bereich. Fachleute befürchten, dass
es im Zuge der Liberalisierung des Strommarktes sowie dem wachsenden Bedarf an
Spitzenstrom für Klimaanlagen im Sommer zu Engpässen bei der Stromversorgung
kommen könnte. Mit der Förderung von solar unterstützen Klimaanlagen will die
IEA ein dreifaches Zeichen setzen:
- Energie einsparen,
- CO<span style="font-size: 10px">2</span>-Ausstoß mindern und
- die Kapazität des europäischen Stromverbundnetzes absichern.
Kapitalanleger den raschen Aufstieg der Solartechnik von der Tüftelecke über die
Ökobranche zum Hightech-Favoriten. Ungeachtet der politischen Ausrichtung in
Berlin und Anfeindungen aus dem Lager der EVUs sind Solaraktien derzeit die
Lieblinge der Börse. Alle Hersteller haben ihre Produktionskapazitäten
ausgebaut, Tausende neuer Arbeitsplätze sind in den letzten Jahren entstanden,
Inlandsabsatz und Export erleben einen Boom ohne gleichen. Analysten von Banken
und Fondsgesellschaften rechnen in den nächsten 15 Jahren mit jährlichen
Wachstumsraten auf dem Photovoltaikmarkt von durchschnittlich 20 Prozent. In der
Solarthermie sollen aufgrund der hohen Ölpreise sogar Zuwachsraten von 25 bis 30
Prozent möglich sein. Mit rund 75 Prozent Marktanteil ist China unbestrittener
Wachstumstreiber in diesem Bereich.
<center>
<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2006/i/1089-wolf1.jpg" vspace="2" alt="Solare Klimatisierung, Klimaanlagen, Klimaanlage, Solartechnik, Klimatisierung, Klimaanlage, solare Kühlung, Wohngebäude klimatisieren, thermische Solaranlagen, Solarthermie, Trinkwassererwärmung, Kälteleistung, Solarkollektoren, Absorptionskältemaschine, Adsorptionskältemaschine, Solaranlage, Solarthermieanlagen, Absorption, Adsorption"> <span style="font-size: 10px">Wolf Komponenten für solares Klimasystem mit Sorptionsrad</span> |
| <hr> |
</center>
Insgesamt sei der Markt für thermische Solaranlagen ähnlich
dynamisch wie der Photovoltaikmarkt, obwohl politisch und gesetzlich weniger
gefördert. Bereits heute werde mit Solarthermieanlagen weltweit 18 mal mehr
Energie erzeugt als mit Photovoltaikanlagen, so eine Studie der schweizerischen
Bank Sarasin. Aus Sicht der Analysten sei die Technologie des solaren Kühlens
ein wichtiger Wachstumsfaktor im Bereich der Solarthermie.
Viel versprechende Entwicklung in Europa
Im Gegensatz zu den Massenmärkten Photovoltaik bzw. Solarthermie
für die Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung befindet sich die solare
Kühlung noch in der Pilotphase. Europaweit sind derzeit rund 85 Anlagen mit
einer Kälteleistung von rund 6.300 kW in Betrieb. Die dafür eingesetzte
Solarkollektorfläche beträgt etwa 17.500 m². Dies deckt sich in etwa mit dem
Richtwert, wonach für die Erzeugung von einem Kilowatt Kälteleistung rund 3 m²
Kollektorfläche notwendig sind. Die vorherrschende Größe bei den realisierten
solaren Klimaanlagen liegt im Bereich über 100 kW Kälteleistung, da die Auswahl
an geeigneten kleinen, thermisch angetriebenen Absorptionskältemaschinen derzeit
noch gering ist.
- Bei etwa 60 Prozent der Anlagen kommen Absorptionskältemaschinen
zum Einsatz, - 12 Prozent arbeiten nach dem Adsorptionsprinzip und
- ca. 23 Prozent der solaren Klimatisierung basieren auf Desiccant and
Evaporative Cooling-Verfahren (DEC).
hohem Aufwand für die Planung, den Bau und die Optimierungsphase. Auf den
mittlerweile recht zahlreichen Fortbildungsveranstaltungen zum Thema solare
Kühlung (zuletzt
im Rahmen der intersolar 2006) gestehen einige Protagonisten dieser
Technologie allerdings ein, dass deren Wirtschaftlichkeit auch bei den derzeit
hohen Energiepreisen noch nicht gegeben sei. So sind die auf solaren Betrieb
optimierten thermisch angetriebenen Kältemaschinen um den Faktor 2 bis 5 teurer
als entsprechende Flüssigkeitskühlsätze mit elektromotorischem
Verdichterantrieb. Hinzu kommen die Kosten für die Solarkollektoren als
"Antriebsmotor" für die thermische Kälteerzeugung, die sich im Grunde genommen
nur dann lohnen, wenn sie auch zum Heizen, zur Trinkwassererwärmung oder zur
Erzeugung von Prozesswärme genutzt werden.
Systeme zur solaren Klimatisierung
Grundsätzlich wird bei der solaren Klimatisierung zwischen
thermisch solar autarken Systemen und solar unterstützten Systemen
unterschieden. Bei autarken Systemen ist der Solarkollektor die einzige
Antriebsquelle, bei unterstützten Systemen wird zusätzlich mit wärmeseitigen
(Heizkessel) oder kälteseitigen (konventionelle Kältemaschine) Back-up-Systemen
gearbeitet. Bei autarken Systemen kann deshalb keine Garantie über das
dauerhafte Erreichen definierter Raumluftzustände übernommen werden.
<center>
<img border="1" src="http://www.baulinks.com/webplugin/2006/i/1089-wolf2.jpg" vspace="2"> <span style="font-size: 10px">Wolf-Komponenten für solares Klimasystem auf der Basis eines Kaltwassersystems (Luftkühler, Fan-Coil)</span> |
| <hr> |
</center>
Im Rahmen des IEA-Projektes "Solar Assisted Air-Conditioning in
Buildings" wurden acht Grundtypen solarer Klimatisierung definiert (siehe FIA
Forschungsbericht "Solare Klimatisierung", IEA-SHC-Task 2T inklusive CD mit
Berichten aus den Demonstrationsvorhaben, 15 € zzgl. MwSt. und Versandkosten, zu
beziehen beim
Fachinstitut Gebäude-Klima e.V.).
Planungsunterstützung durch Wissenschaftler
Alle Beteiligten sind sich darüber einig, dass die Planung einer
solaren Kühl- bzw. Klimaanlage noch immer sehr aufwändig ist, auch wenn dies in
der Literatur oft verharmlost werde. Im Hinblick auf eine mögliche Förderung ist
es in jedem Falle ratsam, die Hilfe der im IEA-Projekt "Task 25, Solar Assisted
Air-Conditioning in Buildings" involvierten Institute in Anspruch zu nehmen. Aus
der Vielzahl an Erkenntnissen aus den bestehenden Anlagen nachfolgend einige für
den Planungsprozess wichtige Aussagen:
- Bei allen Gebäuden mit solarer Kühlung sollten zunächst alle Maßnahmen
zur Minimierung der Kühllast getroffen werden. Die anteilige Deckungsrate
des Solarsystems muss so hoch sein, dass der zusätzliche
Primärenergieaufwand gerechtfertigt ist. Sofern ein Backup-System notwendig
ist bzw. vom Bauherrn gewünscht wird, sollte dieses möglichst klein gehalten
werden. - Wo es die Nutzung zulässt, sollte eine solar autonome Anlage ohne
Backup-System geplant werden. Defizite bei der Kollektorleistung im
Tagesgang können ggf. durch größere Pufferspeicher ausgeglichen werden. Auch
die Einbindung konventioneller Heizkessel als Backup für das solare
Kühlkonzept ist denkbar und wird auch praktiziert. - Zwischen dem solaren Angebot und der Kühllast eines Gebäudes besteht
keine völlige Übereinstimmung, da auch innere Lasten sowie die
Speicherwirkung eines Gebäudes berücksichtigt werden müssen. - An die Kollektoren werden höhere Anforderungen gestellt als bei einer
Trinkwassererwärmung. Für die thermisch angetriebenen Kälteverfahren sind
Mindesttemperaturen notwendig, damit der Kälteprozess in Gang kommt. - Die thermische Kapazität des gesamten Solarsystems inklusive
Kollektoren, Rohrleitungen, Speicher, Kältemaschinen usw. wird häufig
unterschätzt. Voluminöse, weitläufige Rohrsysteme sollten vermieden werden,
da sonst das "Anspringen" des Kälteerzeugers hinausgezögert wird. - Der zusätzliche Primärenergiebedarf von solaren Kühlsystemen darf nicht
unterschätzt werden. Die Minimierung des Hilfsenergieaufwandes muss deshalb
als Teil der Optimierung angesehen werden. - Besondere Sorgfalt ist bei der hydraulischen Verschaltung der
Kollektoren erforderlich. Bei ungleichmäßiger Durchströmung wird die
notwendige Austreibertemperatur nicht erreicht oder es kann zu
Siedevorgängen kommen, die partiell die Heizleistung eines Kollektorfeldes
mindern. - Trotz sorgfältiger Anlagenplanung sollte bei solaren Klimaanlagen eine
Optimierungsphase eingeplant werden. Typisch sind: Überarbeitung des
Regelkonzepts, hydraulischer Abgleich, Austreibertemperaturen für
Kältemaschine erhöhen.
Die solare Klimatisierung findet wachsendes Interesse bei
Bauherren, Planern und Solarfirmen. Allerdings sind die Anlagen wegen ihres
individuellen Charakters noch keine Selbstläufer, d.h. ohne Förderung sind
derzeit meist keine wirtschaftlich interessanten Amortisationszeiten zu
erreichen. Die Praxis zeigt, dass in allen Bereichen noch Spielraum für
Optimierungen besteht. Dies gilt sowohl für die Planung als auch für
Installation, Inbetriebnahme und Betrieb. Als größte Herausforderung solarer
Klimaanlagen gelten die Hydraulik und die Regelung. Wegen der steigenden
Energiepreise und dem wachsenden Spitzenstrombedarf durch Klimaanlagen gilt die
Technik jedoch als aussichtsreich, insbesondere in sonnenexponierten Ländern.
Wichtig ist, dass in Zeiten ohne Kühlbedarf die zur Verfügung
stehende Wärme genutzt werden kann, z.B. zur Trinkwassererwärmung.
Anlagen zur solaren Klimatisierung werden im Rahmen des
Förderprogramms "Solarthermie 2000 plus" vom Bund gefördert. Bei
Demonstrationsanlagen mit marktgängigen Komponenten beträgt die Bezuschussung
der Investitionsmehrkosten 35 Prozent, bei Pilotanlagen mit neuen Komponenten
oder neuen Systemvarianten werden bis zu 50 Prozent der Mehrkosten bezuschusst.
Damit die bisherigen Erfahrungen mit solaren Klimaanlagen den neuen Projekten
zugute kommen, wird die wissenschaftliche Begleitung und Planung vom Staat mit
100 Prozent gefördert:
Firmen bieten Planungsunterstützung für solare Klimatisierung
Auch in Deutschland wird der solaren Klimatisierung eine viel
versprechende Zukunft vorausgesagt. Allerdings fehlt es noch an der notwendigen
Standardisierung bei der Auslegung, bei den Komponenten und bei der Regelung.
Firmen wie Wolf Klimatechnik aus Mainburg bieten einen Großteil der für solare
Klimaanlagen notwendigen Komponenten aus einer Hand an, beispielsweise ...
- Sonnenkollektoren,
- Pufferspeicher,
- Klimageräte sowie
- Heizkessel als Back-up für thermisch angetriebene Kälteerzeuger.
Cooling-Systeme (DEC) genannt, arbeitet Wolf mit dem Sorptionsradhersteller
Klingenburg zusammen. Dadurch steht eine Komplettanlage aus einer Hand zur
Verfügung. Bei den geschlossenen Kühlverfahren, also mit thermisch angetriebenen
Kaltwassersätzen nach dem Absorptions- bzw. Adsorptionsverfahren, gibt Wolf
Empfehlungen bzw. stützt sich auf die aktuellen Erkenntnisse des
Fraunhofer-Instituts für Solarenergie und der Fachhochschule Ingolstadt. Beide
Institutionen kooperieren mit Wolf und übernehmen auch beratende Aufgaben.
Für aktuelle Projekte steht somit ein großer Fundus an Erfahrungen zur
Verfügung, zumal das Fraunhofer-Institut für Solarenergie maßgeblich an
Demonstrationsprojekten "Solar Assisted Air Conditioning in Buildings" der
Internationalen Energieagentur beteiligt war und auch an der Entwicklung einer
Simulationssoftware zur Auslegung von solaren Klimaanlagen mitgewirkt hat.
<div align='right'>Siehe auch: <!-- FreeFind Begin No Index -->ausgewählte weitere Meldungen: