Unterm Strich

Unterschiedliche technische Lösungen zur Nutzung thermischer Solarenergie für die sommerliche Gebäudeklimatisierung sind marktverfügbar. Die Anwendung dieser Techniken kann zu nennenswerten Reduktionen im Primärenergieverbrauch führen, sofern die Systeme entsprechend ausgelegt sind. Voraussetzung hierfür ist eine ausreichende Dimensionierung des Solarkollektorfeldes und – je nach Randbedingungen – die Integration von Speichern in das Gesamtsystem. Die Anzahl der heute installierten Anlagen ist allerdings noch sehr gering.

Erfahrungen mit installierten Anlagen und deren Betrieb belegen die Notwendigkeit weiterer messtechnisch begleiteter Demonstrationsanlagen. Dadurch sind auch weitere Kostenreduktionen zu erwarten, sodass mittelfristig eine Amortisation der Anlagen innerhalb der Lebensdauer – zumindest mit einer Förderung im Bereich 100 Euro/m2 – machbar erscheint.

Eine neue Anwendungsmöglichkeit in den nächsten Jahren ergibt sich aus der zunehmenden Verfügbarkeit kleiner thermisch angetriebener Kältemaschinen. Dadurch sind auch Anwendungen im kleinen Leistungsbereich (< 30 kW) erschließbar. Eine interessante Kombination stellt z. B. die Erweiterung von solarthermischen Anlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung (Kombianlagen) um eine kleine Kältemaschine dar. Damit kann eine sinnvolle Nutzung der bislang nicht nutzbaren Überschüsse der Solaranlage im Sommer erreicht werden.

Wirtschaftlichkeit

Um Anlagen der solaren Klimatisierung wirtschaftlich bewerten zu können, muss ein Vergleich mit einem definierten konventionellen System sowohl hinsichtlich der Energieeinsparung als auch hinsichtlich der Kosten durchgeführt werden.

Für einen derartigen Vergleich muss deshalb die Systemgrenze erweitert werden. Die solar betriebene Variante, die das Solarsystem (einschließlich Speicher und Backup-System) sowie die thermisch angetriebene Klimatechnik umfasst, muss mit der konventionellen Variante, bestehend aus dem fossil befeuerten Heizkessel der elektrisch angetriebenen Klimatechnik verglichen werden. Demnach ist bei beiden Varianten nicht nur der thermische Antrieb, sondern auch die Kältetechnik bzw. Klimatechnik mit in Betracht zu ziehen.

Im Rahmen mehrerer Studien wurden systematische Untersuchungen zur Kostensituation durchgeführt. Dabei gehen eine Vielzahl von Parametern wie die Kosten konventioneller Energieträger, die Investitionskosten aller Komponenten, die Auslegung der solaren Variante und viele weitere ein.

Alle Ergebnisse wurden mittels Simulationsrechnungen erzielt. Dafür wurden unterschiedliche Auslegungen (Kollektortypen, Kollektorflächen, Größe eines Wärmespeichers, Backup-Systeme zu Wärme- und Kälteerzeugung mit konvenioneller Energie) untersucht und diejenige mit den niedrigsten Kosten pro eingesparter Einheit Primärenergie selektiert. Es zeigt sich, dass die Anfangskosten (Investitionskosten inklusive Planungskosten) um einen Faktor 2 bis 2,5 höher liegen als für konventionelle Verfahren. Die Energieeinsparung bei Verwendung der solaren Klimatisierung führt zu einer Reduktion in den Verbrauchskosten.

Eine Gesamtkostenrechnung unter der Annahme einer Abschreibung über die Lebenszeit führt somit zu Mehrkosten von 20 bis 40 % (ohne Förderung) bzw. 5 bis 20 % (mit angenommener Förderung in Höhe von 100 Euro pro m² Kollektorfläche). Diese Ergebnisse können als typisch für die heutige Situation gelten.

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