Workshops zu Hybridkollektoren und Belastungsprüfungen haben das Symposium Solarthermie eröffnet, das erstmals vollständig digital stattfindet. Das lässt sich schon sagen: So ungewöhnlich die Veranstaltungsform noch anmutet, so ansprechend setzt sie Veranstalter Conexio um.
Symposium Solarthermie: Fast wie im richtigen Leben
Beim Check-in gibt es den Tagungsband und man erhält eine Teilnehmerliste. Ist man etwas zu früh bei der Veranstaltung, kann man sich schon mal in der Posterausstellung umschauen oder in der Pausenlounge nachsehen, ob man jemanden Bekannten trifft. Eigentlich ist alles so, wie man es vom Symposium Solarthermie kennt. Nur, dass man eben doch alleine vor dem Computer sitzt. Dennoch ist es fast wie im richtigen Leben. So kann man in den Pausen beispielsweise zum Chat. Es wird angezeigt, wer sich eingeloggt hat und man kann sich zu einem privaten Gespräch treffen. Wollen sich drei oder mehr Teilnehmerinnen und Teilnehmer treffen, können sie sich einen eigenen virtuellen Raum zurückziehen. Wie Veranstalter Conexio das digitale Format umgesetzt hat, das beeindruckt. Von den Inhalten ganz zu schweigen. Aber die waren für Solarthermiekenner schon immer ein Muss.
PVT treibt Wärmepumpe an
Das Projekt Twin Power hat PVT-Kollektoren als alleinige Wärmequelle für Sole-Wasser-Wärmepumpen untersucht. Die Kombination stellt aus verschiedenen Gründen eine Herausforderung dar. Zunächst gilt es, effiziente PVT-Konzepte und ihre Systemintegration zu entwickeln. Weiterhin müssen tägliche und saisonale Schwankungen der Solarstrahlung beachtet werden. Und bei dem Twin Power-Vorhaben galt es für die Projektleitung vom Institut für Solarenergieforschung zudem, die Insolvenz eines beteiligten Industriepartners aus der Phovotoltaikbranche zu verkraften. Zum Glück sprang mit Consolar ein Solarwärmehersteller bei den Untersuchungen ein.
Mit PVT-Kollektoren lässt sich direkt die Sonne zweifach als Antriebsenergie für Wärmepumpen nutzen. Sie liefern den Strom für den Betrieb der Wärmekraftmaschine und ein Wärmereservoir mit relativ hoher Temperatur, aus dem sie schöpfen kann. Zudem lassen sie sich auf Dächern installieren und führen nicht wie bei Erdwärmekollektoren zu großen Grab- oder Bohrungsarbeiten im Garten. PVT-Module und Wärmepumpen ergänzen sich, da ein PVT-Feld thermisch Energie zu elektrischer Energie in einem Verhältnis von etwa vier zu eins liefert und eine Wärmepumpe im Verhältnis von vier zu eins Quellenwärme zu elektrischer Antriebsenergie benötigt.
„Die Simulationen von PVT-Systemen im Projekt haben gezeigt, dass eine Wärmepumpe in einem PVT-System für einen zuverlässigen Betrieb ohne zusätzlichen elektrischen Heizer einen PVT-Kollektor mit den Eigenschaften eines guten Umweltwärmeübertragers benötigt“, heißt es im Konferenzbeitrag. Es habe sich gezeigt, dass eine zentrale Eigenschaft für den effizienten und robusten Betrieb eines PVT-Wärmepumpensystems eine möglichst niedrige Bivalenztemperatur (-15 °C) der Wärmepumpe sei und der PVT-Kollektor über gute Wärmeübertragereigenschaften verfügen müsse. Als noch offene Fragen bezeichnete Projektleiter Matthias Littwin den Einfluss von Eisbildung und Kondensation auf die Systemeffizienz. Außerdem gelte es die Regelung des Systems als Ganzes sowie der Wärmepumpe im Speziellen zu optimieren.
Solarthermie hält ewig
Um den Einfluss von Witterung auf die Beständigkeit solarthermischer Komponenten ging es im zweiten Workshop mit 61 Teilnehmerinnen und Teilnehmern. Im Forschungsprojekt Speedcoll und Speedcoll2 messen das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme und das Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung der Universität Stuttgart seit neun Jahren zusammen mit Industriepartnern an sechs klimatisch unterschiedlichen Standorten verschiedene Kollektorkomponenten, unter anderem auf der Atlantikinsel Gran Canaria, im tropischen Kochi in Indien und auf Deutschlands höchstem Berg, der Zugspitze.
Beobachtet haben die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler bei ihren Untersuchungen unter anderem mit verschmutzten Glasscheiben, beschlagenen Innenseiten und abgelagertem Staub auf Absorbern verhältnismäßig geringe Auswirkungen, teilweise mit abgelösten Schweißnähten zwischen Absorber und Sammlerrohr aber auch gravierende Schädigungen. Die Leistung der Kollektoren haben durch die Beeinträchtigungen jedoch lediglich zwischen zwei und immer noch annehmbaren 16 Prozent abgenommen. Wenig, wenn man bedenkt, dass vor allem die Absorber Temperaturschwankungen von teilweise über 200 Grad Celsius aushalten müssen.
Fazit der Projektpartner: „Es zeigt sich insgesamt, dass die betrachteten Kollektoren und ihre Komponenten auch unter den extremen Bedingungen der Freibewitterungsprüfung, durch die gegebenen extremen klimatischen Lasten und zusätzlich die Dauerstagnation über die gesamte Expositionszeit nur sehr geringe Degradationseffekte aufweisen.“ Das lasse eine sehr hohe Lebensdauer unter normalen Betriebsbedingungen erwarten. Sie hoffen nun, dass ihre Kenntnisse in die Konstruktion von Kollektoren einfließen. Zeigen sie doch erhebliche Möglichkeiten für Kostensenkungen auf, ohne Qualitätsverluste zu riskieren.
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