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Solarthermie

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Solare Prozesswärme - Gewerbliche Nutzung

Sonnenkollektoren liefern nicht nur warmes Wasser für Bad und Küche in Wohnhäusern, sie können auch in Gewerbe und Industriebetrieben wärmeintensive Fertigungsprozesse unterstützen. Je nach Kollektortyp kann die Solarenergie sowohl zur Erwärmung von Wasser als auch von Luft genutzt werden, die dann den Prozessen zugeführt werden können. Das Potential für solarthermische Systeme in diesem Bereich ist enorm: Rund 30 % des industriellen Wärmebedarfs liegt in einem Temperaturbereich unter 100 °C.

Obwohl heute marktübliche Sonnenkollektoren diese Energie problemlos liefern können, existieren erst ein paar wenige Hundert Systeme im Bereich Gewerbe und Industrie. Das europäische Projekt Solar Process-Heat kurz SO-PRO verfolgt das Ziel, die Entwicklung des Marktes für solare Prozesswärme in sechs europäischen Regionen stärker anzustoßen und durch die europaweite Verbreitung der Projektergebnisse auch in anderen Teilen Europas einen Markt zu initiieren.

Erkenntnisse aus realisierten SO-PRO Projekten

Ökonomische Machbarkeit: Die größte Herausforderung für die Realisierung von solarer Prozesswärme in Industriebetrieben ist die Wirtschaftlichkeit. Sie ist besonders gegeben, wenn:

  • eine Prozesstemperatur von unter 80 °C über das ganze Jahr hinweg benötigt wird, nicht nur während der Heizperiode,
  • keine Abwärme aus anderen Prozessen genutzt werden kann
  • Heizöl oder Strom bisher der Hauptenergieträger ist und
  • geeignete Fördermittel zur Verfügung stehen.

Relevante Industrieprozesse:

Sehr gute technische und ökonomische Voraussetzungen dafür, solare Prozesswärme anzuwenden, finden sich in Unternehmen, in denen ein Wärmebedarf für

  • das Erhitzen von Frischwasser für Reinigungsprozesse
  • das Beheizen industrieller Bäder
  • das Trocknen mit Heißluft
  • die Vorerwärmung von Kesselzusatzwasser für Dampfnetze oder
  • die Erzeugung von Heißwasser als Rohmaterial anfällt.

Relevante Industrieprozesse:

Die im Projekt entwickelte Checkliste gibt Entscheidungsträgern einen ersten Einblick in das Thema Solare Prozesswärme" und hilft ihnen bei der Entscheidung, ob solarthermische Energie für ihren Betrieb geeignet ist. In einem ersten Schritt werden Knock-out-Kriterien abgefragt:

Benötigt das Unternehmen Prozesswärme im Temperaturbereich von unter 80°C ?
Steht ausreichend Fläche (mindestens 50 qm Flachdach oder Schrägdach) zur Verfügung, um Solarkollektoren zu installieren?
Sind diese Flächen (tendenziell) süd-orientiert und ohne nennenswerte Verschattung?

Heat Pipe Vakuum Röhrenkollektor

Jährlicher Kollektorertrag Typ R30: 730 kWh/m2 a *

*Prüfzentrum für thermische Solaranlagen des Fraunhofer ISE in Freiburg, Berechnungsergebnis nach ITW Randbedingungen am Standort (z.B. Würzburg).

  • Thermoskannenprinzip, kein Metall-Glas Übergang
  • Sehr großer Kondensator für beste Wärmeübertragung
  • Trockene Anbindung, im Betrieb wechselbar
  • Runder Absorber im Vakuum geschützt, immer optimal zur Sonne ausgerichtet

Ihre Sonnenheizung

Es gibt 2 Arten der Solarthermienutzung:
1. Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung und
2. Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung.

Die Ersparnis an Öl oder Gas ist in jedem Fall erfreulich: Gut 60 Prozent weniger Energie verbrauchen Sie im Jahr, die sonst zur Warmwasserbereitung für den täglichen Bedarf benötigt würden. Kombinieren Sie die Warmwasserbereitung und die Erwärmung von Heizungswasser, liegt die jährliche Ersparnis bei bis zu 35 Prozent der insgesamt benötigten Energie. Die Dimensionierung der Kollektorfläche richtet sich nach dem tatsächlichen Energiebedarf des Gebäudes. Eine ungünstige Ausrichtung der Dachfläche kann mit zusätzlicher Kollektorfläche ausgeglichen werden.

Wichtiger Bestandteil für eine hohe Effizienz der Solarthermieanlage ist eine zukunftssichere Speicher- und Regeltechnik, denn die verschiedenen Energiequellen (Öl oder Gas, Sonne) müssen für eine maximale Energieausbeute wirkungsvoll kombiniert und verschaltet werden.

Nur nach Süden ?

Die jährliche Sonneneinstrahlung beträgt in Deutschland zwischen 900 und 1200 kWh pro qm. Um diese kostenlose Energie optimal zu nutzen ist ein geeigneter Montageort wichtig. Allerdings ist auch bei einer Abweichung bis zu 60° eine Kollektormontage möglich und sinnvoll.
Ungünstige Abweichungen von Dachneigung und Himmelsrichtung können durch größere Kollektorflächen oder effizientere Kollektortechnik ausgeglichen werden.

Technische Daten  
Max. Arbeitstemperatur: 95° C
Max. Stillstandstemperatur: 200° C
Anschlüsse Vor- Rücklauf: 22mm Kupfer (Cu)
Gehäuse / Rahmen: 22mm Kupfer (Cu)
Isolierung: Polyurethan / Mineralwolle
Sammler: Kupfer
Absorber  
Material: Bohrsilikatglas
Lichtdurchlässigkeit: > 90%
Aussendurchmesser: 57 mm
Windgeschwindigkeit: 120 km/h max.
Hagelsicherheit: 30 mm
Umgebungstemperatur
im Betrieb max /min:
- 30° C/ +95° C
Länge: 1800 mm