In großen Gebäuden hat sich die solare Kühlung bereits mehrfach bewährt
Sonne liefert Wärme für Kühlanlagen

Ingenieure haben ein Verfahren entwickelt, bei dem die Sonnenenergie indirekt zum Kühlen von Raumluft verwendet wird. Die Technik hat sich in mehreren Installationen bewährt und von der Investition gerechnet.

DÜSSELDORF. Die Nutzung der Sonnenenergie für thermische Prozesse ist nicht einfach: Sonnenkollektoren liefern im Sommer, wenn der Wärmebedarf gering ist, Energie im Überfluss. Im Winter aber, wenn Heizwärme in großer Menge benötigt wird, ist der Wärmeertrag relativ gering. Mit einem Trick ist es Ingenieuren jedoch gelungen, die Solarwärme auch im Sommer zu nutzen: zum Kühlen von Gebäuden.

So paradox es klingen mag – physikalisch ist dieser Prozess trivial. Denn mit jeder beliebigen Form von Energie lässt sich Kälte erzeugen – folglich auch mit der Energie warmen Wassers oder warmer Luft. Dass die Sonne auf dem Weg über die Stromerzeugung kühlen kann, zeigt ein Kühlschrank, der mit Solarstrom gespeist wird. Doch dieses Vorgehen ist wenig effektiv, weil der Umweg über Strom mit großen Verlusten verbunden ist.

Daher entwickelten Ingenieure solare Kühlanlagen, die ohne den Zwischenschritt über die Elektrizität arbeiten. Gut 30 Anlagen dieser Art gibt es derzeit in Deutschland, schätzt Hans-Martin Henning, Experte für solare Kühlung am Fraunhofer Institut für solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg. Eine der ersten wurde vor fünf Jahren in der Freiburger Uni-Klinik installiert. Eine weitere Pilotanlage betreut das ISE im portugiesischen Sintra auf einem Bürogebäude.

Dass sich diese Technik für die Kühlung von größeren Gebäuden durchaus lohnt, haben jetzt die Berater der Stuttgarter Ingenieurgesellschaft Schneider & Partner vorgerechnet. Die Stuttgarter haben ein Projekt im baden-württembergischen Althengstett – eine solare Kühlung mit 60 Kilowatt – unter die Lupe genommen. Auf das Dach der zweigeschossigen Produktionshalle des Möbelrollenherstellers H.C. Maier wurde ein 100 Quadratmeter großes Feld mit solaren Luftkollektoren gesetzt. Diese erzeugen die thermische Energie für die Kühlung der Halle.

Das Fazit der Ingenieure: Es fehlt nicht viel bis zum Breakeven. „Eine Förderung in Höhe von gerade mal 6,5 Prozent der Investitionssumme bringt die solare Kühlung auf gleiches Preisniveau einer konventionellen Klimaanlage“, sagt Dietrich Schneider, der Chef der Ingenieurgesellschaft. Oder anders ausgedrückt: Steigen die Energiepreise auch nur geringfügig, amortisiert sich die Anlage bereits ohne Zuschuss.

Was die Technik betrifft, gibt es unterschiedliche Verfahren. Eines sieht so aus: Warme Außenluft wird angesaugt und mit Hilfe von Silikagel getrocknet – jenem bewährten Granulat, das man oft in kleinen Tüten in den Verpackungen feuchteempfindlicher Geräte findet. Die trockene Luft wird anschließend wieder befeuchtet, es entsteht Verdunstungskälte, und die Luft kühlt ab. Die gekühlte Luft kann dann über die Klimaanlage in die Räume geblasen werden. Das feuchte Silikagel muss nun regeneriert werden, um für weitere Kühlzyklen nutzbar zu sein. An dieser Stelle kommt die Sonnenwärme ins Spiel: Ein solar erhitzter Luftstrom trocknet das mit Wasser vollgesogene Substrat – der Kreislauf kann von vorne beginnen.

Experten wie Ursula Eicker, Professorin für Bauphysik an der FH Stuttgart, beurteilen die solare Kühltechnik optimistisch: Für Großanlagen sei die Technik „inzwischen gut eingeführt“. Als marktreif gilt die Technik für gewerbliche Anwendungen ab 3 000 Kubikmeter Luftdurchsatz pro Stunde. Dennoch haben es Interessenten noch schwer, wenn sie eine Anlage kaufen möchten – Heizungs- oder Lüftungsbauer bieten sie (anders als die solare Brauchwassererwärmung) bislang nicht von der Stange an.

Eine der größten Anlagen bundesweit wurde im vergangenen Jahr beim Landesamt für Umweltschutz in Augsburg errichtet; sie ist immerhin auf eine Kälteleistung von 250 Kilowatt ausgelegt. Doch Größe ist ohnehin nicht das Problem, vielmehr weisen kleine Anlagen noch Defizite auf: Im Bereich bis 35 Kilowatt, sagt die Bauphysikerin Eicker, seien „bisher nur Prototyperfahrungen vorhanden“. Weitere Entwicklungsarbeit ist also notwendig.

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