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Fraunhofer ISE: Solare Kühlung / Klimatisierung ist marktreif

(30.6.2010; upgedatet am 17.8.2012) Klimatisieren mit der Kraft der Sonne? Was vielleicht paradox klingt, ist aus technologischer Sicht heute machbar: Durch die Kombination von Solarthermie und Adsorptionstechnologie kann aus Wärme für die Kühlung von Gebäuden Kälte gewonnen werden. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit BMU förderte dazu einen breit angelegten Praxistest für solare Klimatisierungsanlagen.

Klimatisierungsbedarf bei Sonne im Überfluss

„Das Prinzip von solarbetriebenen Adsorptionskältemaschinen ist einfach und raffiniert zugleich“, erklärt Tomas Núñez, Projektleiter am Fraunhofer ISE. „Wie bei herkömmlichen Kältemaschinen wird Kälte durch Verdampfung eines Kältemittels erzeugt. Im Unterschied zur konventionellen Kältetechnik wird jedoch nicht Strom, sondern Solarwärme als Antriebsenergie genutzt.“ Dass das Prinzip der Solaren Kühlung marktreif ist, haben das Fraunhofer ISE, das sich seit vielen Jahren mit dieser Technologie befasst, und seine Projektpartner bereits in verschiedenen Demonstrationsanwendungen bewiesen. Anlagen in ganz Europa klimatisieren u.a. Verkaufsräume, Büros, Betriebskantinen oder Schulungsräume.

Gegenüber konventioneller Kältetechnik soll durch den Einsatz von solarbetriebenen Adsorptionskältemaschinen bis zu 80% Strom eingespart werden können. Zudem wird nur reines Wasser zur Kälteerzeugung verwendet - anstatt klimaschädlicher Kältemittel. Solare Kühlung / Klimatisierung nützt aber nicht nur der Umwelt sondern auch der Solaranlage, deren Komponenten wie Speicher und Kollektoren besser ausgelastet und geschützt werden - siehe u.a. Beitrag Stagnationsverhalten bei solarthermischen Großanlagen vom 4.12.2010.

Kreislauf aus Solarthermie und Erdwärme

Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE selbst kühlt z.B. seit 2007 eine Adsorptionskältemaschine der Firma SorTech AG Kantine und Küche über die Zuluft. Die Kältemaschine wird von einer 22 m² großen Kollektorfläche - mit Flachkollektoren der Firma Solvis GmbH & Co.KG - angetrieben. Im sommerlichen Betrieb dient die Wärme aus der Solaranlage zum Antrieb der Adsorptionskältemaschine. Die beim Kühlungsprozess entstehende Abwärme wird über Sonden ans Erdreich abgegeben. Reicht die Solarstrahlung einmal nicht aus, stellt das Heiznetz zusätzliche Antriebswärme bereit, um den Kühlbetrieb aufrecht zu erhalten. Im winterlichen Betrieb wird die Wärme aus den Erdsonden mit Hilfe der Adsorptionsmaschine - die nun als Wärmepumpe fungiert - auf das für Heizzwecke erforderliche Temperaturniveau gebracht. Den Antrieb der Kältemaschine übernimmt in der Zeit das Heiznetz. Dabei erreicht die Wärmepumpe einen thermischen COP (Coefficient of Performance) von bis zu 1,5. Der Wirkungsgrad der Wärmequelle wird so um bis zu 50% erhöht.

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