Solarthermie

100% „Made in Germany“

Ganzjahres Hochleistungs-Voll-Vakuumröhren-Kollektor


Heizungsjournal Heft 4-5 April/Mai 2009

Artikel in der Fachzeitschrift Heizungsjournal Heft 4-5 April/Mai 2009

Wolfgang Rosenthal, Dipl.-Ing. für Energietechnik

Solare Wärmeenergie im gewerblichen Einsatz

In Meppen wird erstmalig eine Autolackiererei ihren jährlichen Heizölverbrauch von 30.000 Litern durch den Einsatz hocheffizienter Vakuumröhren-Kollektoren drastisch reduzieren.

Die explodierenden Energiepreise des vergangenen Jahres sind nicht vergessen. Trotz der relativen Entspannung gegenwärtig ist deutlich in Erinnerung, wie schnell die Energiekosten die Schmerzgrenze überschreiten können. Nicht nur im Bereich der Eigenheimbesitzer wird verstärkt an langfristige Kostensicherheit gedacht und hierfür der Einsatz der kostenlos verfügbaren solaren Strahlungsenergie erwogen. Zunehmendes Interesse ist in letzter Zeit im gewerblichen Bereich festzustellen.

Ein Dach kann mehr als nur vor Regen schützen

Ein Beispiel hierfür ist HerbertSchulte, der in Meppen eine Autolackierereibetreibt. Die Lackierhalle besitzt ein großes unverschattetes Dach, auf das die Sonne bisher vollkommen unge nutzt schien, während Ölbrenner die großen Mengen an Luft für die Lackier- und die Trockenkabine auf die benö tig ten 24 bzw. 70 ° C erwärmen mussten. 30.000 Liter Öl kos tete das Jahr für Jahr.

Heute wird auf dem Dach die Strahlungsenergie der Sonne von 134 m2 hocheffizienten VakuumröhrenKollektoren in Wärmeenergie gewandelt und darunter in der Halle in zwei gut gedämmte Speicher mit je 5.000 l Wasser geleitet. Von dort aus werden Wasser-Luft-Wärmetauscher mit der jeweils benötigten Vorlauftemperatur von bis zu 85 ° C gespeist. Reicht die gespeicherte Energie der Sonne nicht aus, so heizt der Öl-Kessel, der früher nur die Halle beheizte, den Speicherinhalt auf die jeweils benötigte Temperatur nach.

Für diesen hohen Temperaturbereich, der benötigt wird, eignen sich die hocheffizienten Vakuumröhren-Kollektoren der ebenfalls in Meppen ansässigen Firma s-power Entwicklungsund Vertriebs GmbH besonders gut. Denn sie erreichen auch bei einer Temperaturdifferenz zwischen Wärmeträgermedium und Umgebungsluft von 80 K noch eine Effizienz von 60 %, während Flachkollektoren in diesem Bereich nur noch etwa 40 % erreichen. Außerdem sind die Absorberstreifen in den Vakuumröhren der s-power-Kollektoren auch auf ihrer dem Dach zugewandten Rückseite noch selektiv beschichtet, so dass Strahlung, die vom Metalldach reflektiert wird, zusätzlich und mit derselben Effizienz genutzt wird.

Einstieg in eine Branchenlösung

Kaum ist diese erste Anlage in Betrieb, regt sich in der Lackierereibranche bereits große Neugier. Denn der Heizenergiebedarf ist hoch. Und die Bolin Heatex Technology GmbH, die regelmäßig die Lackier- und Trockenkabinen von Herbert Schulte wartet und jetzt den Einbau der Wasser-Luft-Register zusammen mit einer Wärmerückgewinnungsanlage vorgenommen hat, wartet auch viele andere Lackierereien. So spricht es sich herum, „dass da einer kostenlose Wärme nutzt”.

Die Idee liegt plötzlich näher, dass Sonnenkollektoren nicht nur im Wohnhausbereich Wärme bereitstellen können, sondern eben auch im produktiven Bereich. Was auf solarthermischen Fachkonferenzen seit vielen Jahren als Prozesswärmeanwendung diskutiert, in Studien der Internationalen Energieagentur (IEA) als Potenzial eingeschätzt und auch vom Marktanreizprogramm (MAP) speziell gefördert wird, bekommt für die Betroffenen erst dann ein Gesicht, wenn es von Leuten aus der eigenen Branche genutzt wird. 

Branchenspezifisch muss auch zunächst die optimale Einbindung solarer Wärme gefunden werden. Meist ist den Nutzern gar nicht bekannt, wie die zur Produktion oder Verarbeitung benötigte Wärme bereitgestellt wird. Sie kennen nur den Energieträger und die Abrechnung, aber weder das Temperaturniveau noch das zeitliche Lastprofil. Und die Hersteller und Planer von bisher üblichen Anlagen zur Wärmeversorgung im gewerblichen Bereich beherrschen in aller Regel nur die Bereitstellung „auf  Knopfdruck” und können mit dem schwankenden Angebot der Sonne nicht umgehen.

Hier ist jetzt ein Anfang gemacht. Aber es gibt noch viele gewerbliche Bereiche, in denen derartige Pionierarbeit gefragt ist.

Gigantisches Potenzial

Unter Insidern wird seit langem die Bereitstellung von Nutz wärme - auch für gewerbliche, produktive Zwecke – als der „schlafende Riese” bezeichnet. Während die regenerative Stromerzeugung mittlerweile häufiger öffentliche Aufmerksamkeit findet, fristet die Verwendung solarer Wärme noch ein Schattendasein. Dabei liegt gerade auch im gewerblichen Bereich ein gigantisches Potenzial. Werden in den nächsten 10 Jahren nur 2,5 % der in der EU 25 benötigten Prozesswärme solar gewonnen, so ist dafür eine Kollektorleistung von 90 - 112 GW zu installieren. Das entspricht jährlich 16 Mio. m2 Kollektorfläche. Zum Vergleich: in 2008 wurden in  Deutschland für Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung etwa 1,5 Mio m2 installiert.

Und die Zeit drängt. Nicht nur wegen der bekannten Notwendigkeit, klimaschädliche Emissionen schnellstens zu reduzieren. Inzwischen warnt sogar die Internationale Energieagentur, die bis vor 3 Jahren noch immer eine exponentielle Steigerung der Erdölförderung bis 2030 vorausgesagt hatte, nun vor Ölknappheit um 2013 herum.

Förderung durch die KfW

Die dargestellten Gründe – großes Potenzial, dringender Handlungsbedarf, aber geringe Bekanntheit – sind die Motivation für spezielle Förderung von solaren Prozesswärmeanwendungen durch das Marktanreizprogramm der Bundesregierung. Bei Kollektorflächen über 40 m2 bezuschusst die KfW solche Projekte mit 30 %, wenn der Antrag vor Baubeginn gestellt wird und ein überzeugendes Konzept zur Endenergie- und CO2-Einsparung enthält.

Erste Einsparungen schon im März

Mittlerweile leistet die Solaranlage von Herbert Schulte bereits ihre ersten Beiträge zur Wärmebereitstellung. Trotz vieler trüber Tage im emsländischen März konnten schon einige Hundert Kilowattstunden gesammelt und genutzt werden. Denn selbst diffuse und reflektierte Strahlung wandeln die hochselektiven Absorber der s-power-Kollektoren in nutzbare Wärme und verlieren sie auch bei kalten Außentemperaturen dank der Vakuumdämmung nicht an die Umgebung.

Und Herbert Schulte freut sich schon auf den Sommer…

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