Weltweit erster solarbetriebener Kühlraum

Ende September 2012 ist in Umkirch das weltweit erste solarbetriebene Kühlhaus der Öffentlichkeit präsentiert worden. Acht Jahre zuvor hatten die vier Partner des heutigen Forschungsverbunds die Idee, mit Sonnenkraft die notwendige Kälteenergie für den Betrieb eines gekühlten Lagerraums ohne Umwege zu erzeugen. Die vier Partner vereinen Spezialwissen aus ihren jeweiligen Fachgebieten:

• Kramer GmbH, Spezialist für Kühllager- und Gewerbebau, Umkirch
• Katholing Bauplan GmbH, Architekturbüro, Bindlach
• Planungsbüro Nürnberger Ingenieurgesellschaft mbH, Spezialplaner für Anlagenbau und Haustechnik, Mülsen
• Kälte Grohmann GmbH & Co. KG, Fachfirma für Kälteanlagenbau, Irchenrieth

Zur wissenschaftlichen Betreuung und Weiterentwicklung haben die vier Partner das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg hinzugezogen, das über umfassende Erfahrung und Marktkenntnisse im Bereich der solaren Kühlung verfügt. Kooperationspartner für den Fresnel-Solarkollektor ist das Unternehmen Industrial Solar , Freiburg, das auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb solcher Solarkollektoren spezialisiert ist.

Kühl(raum)technik für Nordafrika

Die Grundidee hinter dem Projekt: In Ländern mit ausreichender Sonnenscheindauer und einem Mangel an eigenen Primärenergievorkommen sollen solche Anlagen den steigenden Bedarf an Kühllagerkapazitäten eines stark wachsenden Agrarsektors decken. Länder wie Tunesien oder Marokko erfüllen die klimatischen Voraussetzungen und sind an dieser Technologie auch sehr interessiert. Das Potenzial für solarthermisch generierte Prozesswärme ist in diesen Ländern sehr hoch, da die Summe der durch konzentrierende Kollektoren nutzbaren Direktstrahlung bei 1900 bis 2500 kWh/(m ² a) liegt. Ziel des Vorhabens ist es, ein solarthermisch gekühltes Kühllager für landwirtschaftliche aber auch andere Produkte, beispielsweise Arzneimittel für die bessere Versorgung der Landbevölkerung, als integriertes Gesamtsystem zu entwickeln.

Das Anlagenkonzept

Konzentrierende Solar-Kollektoren liefern die thermische Antriebsenergie für die Kälteerzeugung. Eine NH ₃ /H ₂ O-Absorptionskältemaschine erzeugt die Kälte für das Kühllager. Thermische Energiespeicher überbrücken Ausfallzeiten an trüben Tagen und die Nacht, der Energiebedarf für das Kühllager wird bereits durch seine Bauweise aus. Die NH ₃ /H ₂ O-Absorptionstechnologie zeichnet sich durch eine robuste Bauweise bei niedrigem Energie- und Wartungsbedarf aus. Der fehleranfälligen Vor-Ort-Installation von Absorptionskälteanlagen wollen die Projektpartner mit Vorfertigung begegnen.

Versuchsanlage wird zwei Sommer getestet

Zur Realisierung der Versuchsanlage für ein mit Solarenergie gekühltes Kühllager wurde im März 2012 auf dem Dach des Firmengebäudes von Kramer ein Fresnel-Solarkollektor installiert. Das im Solarkollektor auf bis zu 200 °C erwärmt Wasser treibt dann eine speziell hierfür gebaute Absorptionskältemaschine an, die einen Kühlraum mit einem Volumen von 100 m ³ auf eine Temperatur um 0 °C kühlt. Gleichzeitig wird ein Kältespeicher aufgeladen, um auch im Nachtbetrieb die Kühlung zu gewährleisten. Nach einem Probe- und Messbetrieb über zwei Sommerperioden in Umkirch, soll im nächsten Schritt eine Anlage in Nordafrika gebaut werden, die den Anforderungen der späteren Anwendung entspricht. ■