Solarthermie-solare Kühlung

Solare Kühlung

Siehe auch Solare_Klimatisierung

Zitiert aus Seite „Solarthermie“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie.

Analog zur Erzeugung von Heizwärme kann solare Wärmeenergie auch zur Kühlung eingesetzt werden. Dadurch entfällt die Primärenergie-Umwandlung in Sekundärenergie (z. B. elektrische Energie), was den Aufbau des Kühlsystems vereinfacht und Kosten spart. Da der höchste Kühlbedarf bei typischen Anwendungen oft mit dem Zeitpunkt der höchsten Sonnenstrahlung zusammenfällt, eignet sich solare Wärme auch ohne Zwischenspeicherung hervorragend als Treibenergie für Kühlsysteme. Nachtspeicher sowie Saisonwärmespeicher ermöglichen darüber hinaus auch eine solarthermisch betriebene Kühlung zu Zeiten, in denen keine bzw. zu wenig Sonnenstrahlung zur Verfügung steht.

Solare Kühlung kann prinzipiell immer und überall angewendet werden, wo Solarthermie technisch genutzt werden kann. Voraussetzung dafür ist demzufolge die bauliche Eignung des Gebäudes zum Betrieb von Solarkollektoren, d. h. Beschattungsfreiheit, geeignete Dachausrichtung und schlichtweg auch ausreichend Platz auf dem Dach. Ob eine alleinige solare Kühlung bereits ausreicht, oder durch andere Verfahren ergänzt werden muss, entscheidet letztlich nur die anbaubare Kollektorfläche im Verhältnis zum Kühlbedarf.

Verfahren

Generell gibt es eine Vielzahl technischer Prozesse zur Umwandlung von Wärme in Kälte, also letztlich dem durch Wärme angetriebenen Entzug von Wärme. Die nebenstehende Grafik soll diese Zusammenhänge verdeutlichen. Viele Verfahren sind bereits heute praktisch einsetzbar (in der Grafik grün markiert), andere befinden sich noch in der Entwicklung (grau markiert).

Vielversprechend ist vor allem der Einsatz der bereits seit langem erprobten Absorptionskältemaschinen.

Anwendung

Solare Kühlung findet z. B. in folgenden Bereichen Anwendung:

  • solare Klimatisierung von Gebäuden bei hohen Außentemperaturen
  • Kühlung von Lebensmitteln, Getränken
  • industrielle Prozesskühlung, z. B. in der chemischen Industrie
  • Bei der Klimatisierung von Veranstaltungsräumen, Maschinen, Rechenzentren und Industriebetrieben, in denen durch den Betrieb selbst eine hohe Wärme anfällt, kann neben der Wärme aus Solarthermie auch diese intern anfallende Wärme oft an anderen Stellen zur Kühlung genutzt werden. So wird z. B. auch in neueren Autos die Abwärme des Motors in Verbindung mit einem thermoelektrischen Element zur Rückgewinnung von Strom genutzt. In ortsgebundenen Anwendungen könnte diese gleiche Wärme zum Betrieb der Klimaanlage genutzt werden. Es sollte daher im Einzelfall geprüft werden, ob nicht bereits andere Wärmequellen vorhanden sind, deren Wärmeenergie zur Kühlung genutzt werden kann.

    Da solarthermische Anlagen in unseren Breitengraden während des Winters zur Heizung genutzt werden können, bietet es sich an, die gleiche Anlage im Sommer zur Kühlung und im Winter als Heizung einzusetzen. Hierzu reicht eine entsprechend größere Dimensionierung der Kollektoranlage, und ein bereits vorhandener Saisonwärmespeicher kann dann im Sommer auch zur Zwischenspeicherung für den nächtlichen Betrieb der Kühlung verwendet werden. Somit ergibt sich ein Kostenvorteil gegenüber dem Betrieb von Heizung und Kühlung mit jeweils getrenntem Zwischenspeicher.
    Vorteile der direkten Wärmenutzung

    Es wird die Umwandlungsstufe auf Sekundärenergie (elektrischer Strom) eingespart, die bei elektrisch betriebener Kühlung nötig wäre. Dies steigert den Wirkungsgrad und vereinfacht den Systemaufbau. Der Verzicht auf Sekundärenergie-Zwischenstufen geht einher mit einer Senkung der Anforderungen an diesbezügliche Infrastruktur, etwa Stromnetze.

    Im Bereich der solaren Gebäudeklimatisierung steht die Primärenergie vorwiegend dann zur Verfügung, wenn der Kühlbedarf am größten ist, da die Sonnenstrahlung den Klimatisierungsbedarf direkt bedingt. Auch Kühlschränke sowie Kühleinrichtungen im Rahmen industrieller Prozesse müssen zum Zeitpunkt der höchsten Außentemperatur gegen die erhöhte Wärme arbeiten und verbrauchen dann entsprechend mehr Energie, die durch die hohe Sonnenstrahlung zum gleichen Zeitpunkt unmittelbar ohne weitere Zwischenspeicherung zur Verfügung gestellt werden kann.
    Solare Kühlung verursacht keine elektrischen und magnetischen Felder und somit im Gegensatz zu elektrischen Kühlsystemen auch keinen Elektrosmog. Daher ist sie diesbezüglich gesundheitlich unschädlich.

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    Seite „Solarthermie“. In: Wikipedia, Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 26. Juli 2017, 15:30 UTC. URL: https://de.wikipedia.org/w/index.php?title=Solarthermie&oldid=167615353 (Abgerufen: 9. August 2017, 14:17 UTC )