Kühlung mit Solarthermie

Die seit langem verfügbare Sorptionskältetechnik erlaubt es, mit Hilfe von Heizwärme Kälte zu erzeugen. Es liegt deshalb nahe, für die Lösung von Kühlaufgaben die regenerative thermische Sonnenenergie als Antriebsenergie zu nutzen, um den sonst beim Betrieb konventioneller Verdichter-Kältemaschinen erforderlichen Einsatz elektrischer Antriebsenergie zu substituieren. Als Vorzug einer solchen solaren Kühlung beeindruckt neben der Nutzung regenerativer Energie auch die Tatsache, dass der Kältebedarf und das Sonnenenergieangebot in der Regel synchron verlaufen.

Das realisierte System

Bisher waren lediglich NH₃/H₂O-Techniken bekannt, die nahezu ausschließlich zur Bereitstellung von Kälteleistungen größer 200 kW eingesetzt werden konnten. Dieses hier realisierte System der solarthermischen Kälteerzeugung erzeugt mit Hilfe von Vakuum-Röhrenkollektoren und einer Ammoniak/Wasser-Absorptionskältemaschine (AKM) eine bedarfsgerechte Kälteleistung von 20 kW. Der bei ausreichender Sonnenstrahlung mit einem Temperaturniveau von etwa -5 °C zur Verfügung stehende Kälteträger dient zur Unterstützung der im IWG installierten Raumluftkühlung und für den Demonstrationsbetrieb einer Kühlzelle.

Die zum Antrieb der AKM notwendige Wärmeenergie wird über 24 Vakuum-Röhrenkollektoren bereitgestellt. Insgesamt ergibt sich daraus eine Kollektorenfläche von 72 m² , welche bei einer Solarstrahlung von 835 W/m² eine Wärmeleistung von etwa 35 kW erzeugt.

Das tiefe Temperaturniveau des Kälteträgers erlaubt es zu Zeiten geringen Kältebedarfs die erzeugte Kälte einem Eisspeicher zuzuführen. Die mit 170 kWh zur Verfügung stehende Speicherkapazität ermöglicht somit die schwindende solare Kältelieferung bis in die Abendstunden, in denen die solare Einstrahlung einen direkten Betrieb der AKM nicht mehr erlaubt.