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Solares Kühlen

Forscher diskutieren über die Einsatzmöglichkeiten der Solarthermik

Bislang fristen solarthermische Anlagen noch ein Schattendasein.
Bislang fristen solarthermische Anlagen noch ein Schattendasein. (AP)

Energietechnik. - Im vergangenen Sommer gab es in amerikanischen Großstädten wie New York und Washington häufige Stromausfälle. Die Klimaanlagen liefen wegen der Hitze auf Hochtouren und sorgten so für Bedarfsspitzen im Stromnetz, die die Versorgung zusammenbrechen ließen. Auf der Europäishcen Solarthermie-Konferenz in Freiburg wurde diskutiert, die Sonne für die Kühlung einzusetzen. Der Wissenschaftsjournalist Ralf Krauter berichtet darüber im Gespräch mit Gerd Pasch.

Gerd Pasch: Solares Kühlen, was muss man sich denn darunter vorstellen?

Ralf Krauter: Nicht das, was man vielleicht naiverweise denkt, dass man also Solarzellen aufs Dach stellt, die dann den Strom liefern um diese Klimaanlagen zu betreiben, die sich in den USA mittlerweile viele ins Fenster gehangen haben. Nein, solares Kühlen, das meint solarthermisches Kühlen, also Systeme, die die Sonnenwärme ernten, auf dem Dach mit Kollektoren, die typischerweise warmes Wasser mit 80 bis 100 Grad liefern, und die Systeme sollen dann mit dieser gespeicherten Sonnenwärme Kältemaschinen betreiben. Das klingt erst mal wie ein Widerspruch, denn was macht man denn mit Wärme, um Kälte zu erzeugen? Aber das löst sich schnell auf. Denken Sie an Ihren Kühlschrank, man kennt das Prinzip von dort in abgewandelter Form. Auch der Kühlschrank wird hinten warm, wenn es drinnen kühl werden soll. Man braucht, um Kälte zu erzeugen in so einem thermodynamischen Kreislauf immer auch Wärme. Bisher war das in der Regel so, dass große Kühlanlagen diese Wärme dadurch bekommen haben, dass da elektrisch zum Beispiel ein Tauchsieder Wasser aufgeheizt hat oder dass direkt fossile Brennstoffe verbrannt wurden in einer Gasbefeuerung. Die Vision des solaren Kühlens ist nun, einen Großteil dieser Primärenergie, die für das Kühlen bislang verbraucht wird, durch solarthermische Energie zu ersetzen. Der Charme dieser Idee ist natürlich der, dass der höchste Kühlbedarf immer dann herrscht, wenn die Sonne am stärksten scheint, also im Sommer und Nachmittags. Die Technik, das solare Kühlen könnte eben helfen, diese gefürchteten Nachfragespitzen, von denen Sie gerade sprachen, zu vermeiden.

Pasch: Welche Effekte hätte das denn auf die Umwelt? Wie ließe sich denn die Umwelt damit entlasten?

Krauter: Die Experten hier in Freiburg schätzen, dass man je nach Anwendung so 40 bis 60 Prozent der Primärenergie, also Strom oder fossile Brennstoffe, die heute verbraucht wird, um Gebäude zu kühlen, einsparen könnte. Berücksichtigt man noch, dass es ja heute schon rund 40 Millionen kleine Klimaanlagen gibt - die großen Systeme noch gar nicht mitgerechnet -, und die Zahl dieser Anlagen nimmt exponentiell zu, dann ist schon klar, dass dieser Einspareffekt natürlich beträchtlich wäre und sich für das Klima lohnen würde. Wirklich zweifeln tut daran keiner, das eigentliche Problem ist bislang nur: Für die Markteinführung dieser Technologie im großen Stil müssen diese Techniken serienreif sein. Da ist man aber größtenteils noch einen guten Schritt von entfernt. Man steckt teils noch in den Kinderschuhen. Immerhin ist es aber so, dass es inzwischen zahlreiche Pilotanlagen gibt - in ganz Europa etwa 120 -, die belegen: Es funktioniert und ist im Prinzip technisch machbar.

Pasch: Wie funktioniert das Ganze dann in der Praxis?

Krauter: Illustrieren lässt sich das vielleicht am besten mit einem aktuellen Projekt, dass hier auch gestern vorgestellt wurde. Das ist ein mittelständisches Unternehmen, Festo, sitzt im süddeutschen Raum in der Nähe von Esslingen. Es ist ein weltweit führender Pneumatikhersteller. Die haben in der Nähe von Esslingen, im Stadtteil Bergheim ein riesiges Technologie- und Entwicklungszentrum - 26.000 Quadratmeter Bürofläche. Das musste natürlich bislang auch schon klimatisiert werden. Da stehen drei sogenannte Adsorptionskühler mit je 400 Kilowatt Leistung, mächtige Kältemaschinen, die man von der Stange kaufen kann. Damit die vernünftig arbeiten können, müssen sie aber regelmäßig von außen praktisch aufgeheizt werden. Das Herzstück davon ist ein tonnenschwerer Haufen von Granulat, der muss regelmäßig aufgeheizt werden. Bisher geschieht das über Abwärme, man muss also Energie zuführen, oder teilweise auch durch eine zusätzliche Gasbefeuerung. Jetzt plant man bei Festo mit Unterstützung vom Bundesumweltministerium, mit Fördergeldern von dort, 1200 Quadratmeter Kollektorfläche aufs Dach zu stellen, sogenannte Vakuumröhrenkollektoren. Die liefern 75 Grad heißes Wasser und sollen bis Ende des Jahres installiert sein. Man hofft, mit dieser Einrichtung wirklich 15 bis 20 Prozent der Primärenergie einsparen zu können. Was die Kosten angeht: Das wissen es die Experten noch nicht ganz so genau - es ist die erste Pilotanlage. Man hofft aber, dass das System betrieben werden kann, ohne dass die Firma am Ende dabei draufzahlen muss.

Pasch: Eine großtechnische Anlage - gibt es denn auch Lösungen im kleinen Maßstab für Einfamilienhäuser zum Beispiel?

Krauter: Ja, das ist die gute Botschaft zum Schluss: Die großtechnischen Anlagen hat man mittlerweile im Griff. Man weiß, das funktioniert. Inzwischen werden diese Systeme aber auch weiter miniaturisiert. Es gibt also auch einen Markt inzwischen für Häuslebauer. Da tut sich was. Da geht es um Kleingeräte mit Kühlleistungen von fünf bis 20 Kilowatt. Da stehen mehrere unmittelbar vor der Marktreife. Die ersten sind sogar schon kommerziell zu erwerben. Das Spannende daran: Es sind ungefähr ein Dutzend Hersteller am Start, die allesamt aus Europa stammen, also Europa führt die Entwicklung in diesem Bereich der solarthermischen Kühlung gerade an.

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