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Fraunhofer ISE: Solare Kühlung ist marktreif

(30.6.2010; upgedatet am 17.8.2012) Klimatisieren mit der Kraft der Sonne? Was zunächst 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 förderten einen breit angelegten Praxistest für solare Klimatisierungsanlagen.

"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." Und in Jahreszeiten mit hohem Klimatisierungsbedarf gibt es meist Sonne im Überfluss. Das nützt nicht nur der Solaranlage, deren Komponenten wie Speicher und Kollektoren besser ausgelastet sind, sondern auch der Umwelt. Gegenüber konventioneller Kältetechnik wird durch den Einsatz von solarbetriebenen Adsorptionskältemaschinen bis zu 80% Strom eingespart. Zudem werden keine klimaschädlichen Kältemittel, sondern nur reines Wasser zur Kälteerzeugung verwendet. 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.

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 Hochleistungsflachkollektoren 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 an das 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 Erdreichsonden mit Hilfe der Adsorptionsmaschine - die nun als Wärmepumpe fungiert - auf das für Heizzwecke erforderliche Temperaturniveau gebracht. Den Antrieb der Kältemaschine übernimmt nun 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.

In einem Verbundprojekt - gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) sowie den Partnern Fraunhofer ISE, Hochschule Offenburg, SorTech AG und Solvis GmbH & Co. KG - sollen für einen Praxistest zehn Anlagen zur solaren Kühlung im Leistungsbereich 5-30 kW installiert und mit Messtechnik versehen werden. Die eingesetzten Komponenten sind hochwertige Produkte der Firmen Solvis GmbH & Co.KG für die Solar- und Systemtechnik und SorTech AG für die thermisch angetriebene Kältetechnik.

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