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Solare Kühlung

Solare Kühlung

Die Solarthermie sorgt für die Umwandlung von Sonnenergie in nutzbare Wärmeenergie. In den allermeisten Anwendungsfällen wird die gewonnene Energie dazu verwendet um zu Heizen oder um Brauchwasser zu erwärmen. Weniger bekannt ist daher die solare Kühlung von Gebäuden indem beispielsweise Sonnenwärme einer Absorptionskältemaschine zugefügt wird die wie ein Kühlschrank für eine Klimatisierung sorgt. Auf diese Weise spart eine solare Kühlung enorme Mengen an Strom für herkömmliche Klimaanlagen. Die Anwendung für Kühlzwecke ist besonders lukrativ, da der Kühlbedarf eines Gebäudes in den sonnigen Stunden sich fast perfekt mit der bereitstehenden Solarenergie zeitlich deckt. Im Winter hingegen, wenn keine zusätzliche Klimatisierung zu Kühlzwecken benötigt wird, unterstützt die solare Großanlage die Raumheizung und entlastet den zentralen Heizungskessel oder das Wärmenetz.

Mit der Sonne Kühlen: Das Funktionsprinzip

Die solare Kühlung wird durch verschiedene Anwendungsverfahren erzeugt. So werden Kühlschränke in der Regel durch Wärmepumpen oder thermoelektrische Verfahren betrieben. Räume oder Gebäude wiederum werden durch den Entzug von Wasser gekühlt. Die Materialien, denen das Wasser entzogen wird, müssen wieder Feuchtigkeit aufnehmen können. Dies geschieht, indem sie mittels Wärmegewinnung durch den Solarkollektor getrocknet werden. Auf diese Weise lässt sich der Solarkollektor sowohl im Winter für die Heizung als auch im Sommer für die Kühlung nutzen.

Die thermische Solaranlage ist an eine Kältemaschine gekoppelt. Dabei setzt die Kältemaschine einen thermodynamischen Kreisprozess um; die Wärme wird unterhalb der Umgebungstemperatur aufgenommen, jedoch bei höherer Temperatur wieder abgegeben. Daher ähnelt das Funktionsprinzip einer solchen Kältemaschine der Wärmepumpe.

Anwendungsfelder der solaren Kühlung

Solare Kühlung findet häufig ihren Einsatz in der Klimatisierung von Gebäuden und Räumen zu sommerlichen Lastspitzen. Dafür wird eine Klimatisierungs-Anlage betrieben, die aus einem Kollektor für solare Prozesswärme, einer Absorptionskältemaschine und einem Kältespeicher besteht. 

Analog dazu basiert das solare Konzept der Fallwindkraftwerke in warmen Wüstenregionen mit einem ähnlicher Funktionsweise der solaren Kühlung: Der Solarturm besteht im Wesentlichen aus einem mehrere hundert Meter hohen Kamin, an dessen oberen Ende Wasser eingesprüht wird. Die warme, trockene Luft wird somit stark herabgekühlt und sinkt in Folge der Dichte-Veränderung herab. Am unteren Ende des Kamins treiben die Luftmassen konventionelle Turbinen zur Stromerzeugung an. Innerhalb des Artikels über Fallwindkraftwerke im Solar Lexikon wird das Prinzip näher erläutert.

Beispiele

Mit der deutschlandweit größten thermischen Solaranlage auf Basis von effizienten Vakuumröhrenkollektoren auf dem Firmengebäude der FESTO AG in Bergheim bei Esslingen dient die gewonnene Solarwärme ebenfalls zur Klimatisierung der Büroflächen im Sommer. In den kälteren Jahreszeiten sorgen die rund 1300 Quadratmeter Kollektorfläche für die Beheizung der Räumlichkeiten. Eine weitere Anlage für Kühlzwecke wurde in Istanbul errichtet. Die Metro Shopping Mall wird von 1.031 Quadratmetern Vakuum-Röhrenkollektoren gekühlt indem die Energie einer Absorptionskältemaschine zugeführt wird.

 

 

Solaranlagen zur Kühlung von Gebäuden
Kühlung von Bürogebäuden der FESTO AG in Esslingen
XL Kollektorfeld auf dem Dach

Weitere Informationen zur Technik, Referenzen und Rentabilität der solaren Kühlung finden Sie auf den Seiten über solare Großanlagen an anderer Stelle dieser Webseite.