Fession wünscht Ihnen Frohe Weihnachten

Fession Solar wünscht Ihnen ein frohes und besinnliches Weihnachtsfest und einen guten Start in das neue Jahr. 

Das Team von Fession freut sich 2014 auf spannende Projekte und wird Sie ab Januar wieder mit neuen Beiträgen zur Solarthermie und Erneuerbaren Energien informieren. 

Für Fragen, Anregungen und Wünsche stehen wir Ihnen unter info@fession.de oder unserem Kontaktformular auf http://www.fession.de gern zur Verfügung.

Jahresrückblick

Das Jahr 2013 neigt sich dem Ende, die Solarthermie-Branche resümiert.

Innovationen und Förderung

Die 2012 verbesserte Förderung von Erneuerbaren Energien durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle führte dazu, dass vermehrte Anträge zur Förderung von solarthermischen Anlagen eingingen. (Fession informiert! Förderung).

Viele spannende Innovationen und interessante Projekte wurden verwirklicht. Themen wie Drain Back (Fession informiert! Drain Back Systeme) und die Verwendung neuer Materialien wie Aluminium (Fession informiert! Absorbertypen bei Flachkollektoren) erreichten verstärkte Aufmerksamkeit und bewiesen, dass die Branche sich keinesfalls im Stillstand befindet, sondern durch stetige Verbesserungen die optimalen Ergebnisse für den Verbraucher anstrebt.

Politik und Klima mindern positive Entwicklung

Trotz verbesserter Förderung und stetiger Entwicklung kam es im Jahr 2013 auch zu erheblichen Einbrüchen der Solarthermie-Branche. Bereits im Frühjahr kämpften die Hersteller mit sinkender Nachfrage: Die andauernde Kälte bis in späte Frühjahrs-Monate hinein hinderte eine Vielzahl an Verbrauchern, sich für eine Solarthermie-Anlage zu entscheiden. Die im Laufe des Jahres eintretenden Wettererscheinungen entfernten den Fokus von der Solarthermie: Das in einigen Teilen Deutschlands auftretende Hochwasser überforderte Installateure und Verbraucher gleichermaßen, wenige konnten in dieser Zeit von einer Investition in eine solarthermische Anlage überzeugt werden. Bezeichnend für das gesamte Jahr stand die Bundestagswahl im September als Zeichen der Unentschlossenheit gegenüber der Klimawende. Unsichere politische Verhältnisse und kein klares Zugeständnis zu Erneuerbaren Energien seitens großer Parteien übertrugen sich auf die Verbraucher und führten zu Unsicherheit, Unklarheit und Unentschlossenheit gegenüber erneuerbaren Energien und somit auch gegenüber der Solarthermie.

Im Schatten der Photovoltaik

Negative Entwicklungen in der Photovoltaik-Branche prägten schließlich auch das Bild in der Solarthermie. Berichterstattungen und mediale Aufmerksamkeit galten zu großen Teilen der Photovoltaik und dem damit verbundenen negativen Trend. Dies führte gleichzeitig zu einer Verunsicherung der Verbraucher, vielmals kam es zu einer Gleichsetzung beider Zweige der Solarenergie (Fession informiert! Solarthermie vs. Photovoltaik). Auch schaffte die Solarthermie in diesem Jahr nicht den Absprung als „kleine Schwester“ der Photovoltaik in den Medien.

Solarthermie in Kombination mit Wärmepumpe

Ein Thema, was in der letzten Zeit stark in den Fokus geraten ist und welches Verbraucher und Interessenten der Erneuerbaren Energien interessiert: Wärmepumpen. Fession hat für Sie recherchiert und gibt Ihnen einen Überblick darüber, welche Möglichkeiten Ihnen mit Solarthermie und Wärmepumpen zur Verfügung stehen.

Die Wärmepumpe

In der Außenluft, der Erde und im Grundwasser ist die sogenannte Umweltwärme. Diese ist zur Nutzung für die Gebäudeheizung und zur Trinkwassererwärmung allerdings nicht ausreichend. Um die Temperatur anzuheben und die Wärme nutzbar zu machen, wird eine Wärmepumpe eingesetzt. Mit Hilfe der Wärmepumpe wird das Temperaturniveau angehoben. Neben der Nutzung von Bodenwärme und Grundwasserwärme ist auch die Nutzung von Abwärme aus industriellen Produktionsprozessen möglich. Um das Temperaturniveau der Umweltwärme anzuheben, ist es notwendig, Fremdenergie einzusetzen. 

Im Wesentlichen besteht eine Wärmepumpe aus einem Kompressor/Verdichter mit Antriebsmotor, einem Kondensator, einem Expansionsventil und einem Verdampfer. Der Verdichter gilt dabei als Herzstück einer jeden Wärmepumpe. Darin wird das Kältemittel verdichtet, wodurch es sich erwärmt. Es wird mit einem Druck von ca. 20bar gearbeitet, wodurch das Kältemittel stark erwärmt werden kann und die Nutzung zum Heizen und Erwärmen des Trinkwassers möglich wird. Im Kondensator wird das Kältemittel verflüssigt. Der Wärmetauscher, der dazu eingesetzt wird, ist meist ein großflächiger Plattenwärmetauscher. Das Gas strömt in diesen ein und trifft auf das kältere Heizungswasser, wodurch es abkühlt und kondensiert. Die dabei entstehende Wärme, welche auf die Änderung des Aggregatzustandes des Kältemittels zurückzuführen ist, wird also der Heizung zugeführt. Darauffolgend wird das flüssige Kältemittel durch das Expansionsventil gepresst, welches die Flüssigkeitszufuhr zum Verdampfer reguliert. Im Verdampfer, welcher meist ebenfalls ein Plattenwärmetauscher ist, wird das flüssige Kältemittel nun mittels der Umweltwärme entsprechend erwärmt, mit dem Ziel, dieses zu verdampfen und damit den Aggregatzustand von flüssig zu gasförmig zu ändern. Die Grundkomponenten erzeugen einen Kreislauf, indem das Kältemittel zirkuliert. Abhängig von Modell und Art der Wärmepumpe gehören noch weitere Komponenten zu einer vollständigen Wärmepumpe. Das Kältemittel, welches für die Wärmepumpe genutzt wird, ist meist ein Gemisch aus verschiedenen Gasen.

Wärmepumpen gibt es in zahlreichen Varianten. Es wird dabei je nach Umweltwärmequelle unterschieden. Zu nennen sind dabei Luft-Wasser-Wärmepumpe, Wasser-Wasser-Wärmepumpe und Sole-Wasser-Wärmepumpe. Bei diesen Wärmepumpen gibt es noch weitere Variationen und Unterscheidungen, welche eine optimale Anpassung an die jeweiligen Bedingungen möglich machen.

Solarthermie und Wärmepumpe

Eine Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe ist auf verschiedene Arten möglich. Wird die Wärmepumpe an den gleichen Kreislauf wie die solarthermische Anlage gekoppelt, d.h. es erfolgt eine Heizungsunterstützung oder Trinkwassererwärmung durch das Heizen beider Komponenten auf einen Speicher, so ist eine gegenseitige Unterstützung abhängig von der Sonneneinstrahlung möglich. Dadurch wird eine effizientere Nutzung der solarthermischen Anlage erreicht, eine Überbrückung der kühleren Monate wird möglich. Eine andere Möglichkeit der Kombination ist die Nutzung der thermischen Energie, welche durch die Solaranlage gewonnen wird, als Quelle für den Verdampfer der Wärmepumpe.

Werden Solarthermie und Wärmepumpe kombiniert, entstehen in jedem Fall Vorteile für den Verbraucher. Der Wirkungsgrad einer solchen Anlage ist höher, die Effizienz steigert sich und die Anlage ist ganzjährig einsetzbar für Heizungsunterstützung und Trinkwassererwärmung.

Quellen:

Bonin, J. (2012): „Handbuch Wärmepumpen – Planung und Projektierung“
Eicker, U. (2012): „Solare Technologien für Gebäude“

Solare Kühlung

Solarthermie ist vielseitig: Mit Sonnenwärme lässt sich auch kühlen. Das bietet gerade im Sommer einen großen Vorteil. Die Sonne scheint im Überfluss und Strom, welcher zum Klimatisierung genutzt werden müsste, kann durch solares Kühlen eingespart werden. Der Kostenvorteil liegt dabei auf der Hand.

Komplizierter wird es bei der Frage, wie solares Kühlen funktioniert.

Eine solare Kälteanlage besteht zunächst aus einem geschlossenen Kreislauf, indem das Verdunsten von Flüssigkeit eine große Rolle spielt. Wenn Flüssigkeit verdunstet, entsteht die sogenannte Verdunstungskälte. Diese wird in einer Anlage zur solaren Kühlung genutzt. Innerhalb der Anlage muss dazu ein Vakuum bestehen, in welchem die Flüssigkeit zum Verdunsten kommt. Die dabei entstehenden Temperaturen betragen zwischen 10°C und 20°C und werden über einen Wärmetauscher auf den Heizkreis übertragen und können dann mit Hilfe einer Umwälzpumpe zur Kühlung in einen Raum gepumpt werden.

Ist die Flüssigkeit einmal verdunstet, muss diese in einem Vorgang zurückgewonnen werden, um innerhalb des geschlossenen Systems einen Kreislauf zu generieren. 

Dafür existiert im System ein Behälter, welcher einen hygroskopischen Stoff enthält. Dieser Stoff, meist Silicia-Gel oder Zeolith, zieht Flüssigkeiten an. Der hygroskopische Prozess ist dabei entweder die Absorption, bei der die Flüssigkeit im Inneren des Stoffes eingelagert wird, oder die Adsorption, bei welcher Flüssigkeit an der Oberfläche angelagert wird. Der Dampf, welcher bei der Kälteerzeugung entsteht, wird innerhalb des Behälters von dem Stoff aufgenommen, welcher die Flüssigkeit aus der Luft saugt. Um den Stoff dann zu trocknen, wird die Solarwärme benötigt.

Die Sonnenkollektoren erzeugen die Wärme, welche nötig ist, um den durch den Verdunstungsprozess nassen Stoff wieder zu trocknen. Dieser kann dann in einem erneuten Verdunstungsprozess den Dampf wieder aufnehmen. Die Flüssigkeit wird durch die Hitze zu Wasserdampf und zur Abkühlung mit Hilfe eines Luftkühlers im Freien geleitet. Dort kondensiert das Wasser und kann nun zurück in den Verdampfer geführt werden. Damit schließt sich der Kreislauf der Flüssigkeit, mit deren Hilfe Kälte erzeugt werden kann.

Energetikhäuser

Heizen nur mit Sonnenkraft – unter diesem Motto stehen sogenannte Energetikhäuser. Als Sonnenhaus bezeichnet man dabei Gebäude, die mit mehr als 50% Sonnenenergie versorgt werden. Auf den ersten Blick zeichnen sich diese Häuser für den Verbraucher mit niedrigsten Heizkosten aus. Auf den zweiten Blick steckt hinter einem Energetikhaus viel Erneuerbare Energie und neben den Einsparungsmöglichkeiten auch Umweltfreundlichkeit und Nachhaltigkeit.

Das Konzept eines Energetikhauses ist, energieautark zu leben. Strom und Wärme werden dabei größtenteils von der Sonne geliefert. Herzstück dabei sind Sonnenkollektoren und PV Module auf dem Dach des Energetikhauses. Dabei gibt es keine Standards – jedes Haus wird direkt am Standort geplant und kann architektonisch auf die Wünsche und Bedürfnisse des Verbrauchers angepasst werden. Die richtige Planung direkt am Standort ist dabei am wichtigsten, da nur so die richtige Ausrichtung der Dachflächen zur optimalen Gewinnung der Sonnenenergie garantiert werden kann. Ebenfalls wichtig für das autarke Haus: ein Langzeitwärmespeicher. Auch dieser muss von Experten individuell anhand von Berechnungen ausgewählt werden. Mit dem passenden Konzept können Deckungsbeiträge über 90% erreicht werden. Die übrigen 10% oder weniger an Wärmebedarf werden dann mit Holz gedeckt. Eine solche Lösung ist bei Häusern, deren exakte Ausrichtung nach Süden nicht möglich ist, notwendig, aber auch bei Verschattung der Dach- bzw. Kollektorflächen. Bei einem Sonnenhaus zählt zusätzlich eine massive und ökologische Wärmedämmung zum Konzept.

Unabhängigkeit von Öl und Gas durch den vollständigen Gebrauch erneuerbarer Energien schafft Lebensqualität und ein gutes Gewissen für den Verbraucher. Die zusätzlichen Einsparungen im energetischen Bereich, der einen hohen Teil der monatlichen Ausgaben eines Haushalts umfasst, sind dabei aber wohl der größte Anreiz für die Wahl eines Energetikhauskonzepts.

In Deutschland wächst die Anzahl der Sonnenhäuser stetig. Waren es vor rund 10 Jahren noch weniger als 50 Sonnenhäuser, hauptsächlich in Bayern und Baden-Württemberg, so stieg die Zahl bis 2010 auf 500 energieautarke Gebäude. Inzwischen sind Sonnenhäuser auch in den anderen Bundesländern Deutschlands vertreten.

(Quellen: http://www.fasa-ag.de ; http://www.sonnenhaus.de)