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Nichts als Wasser und Sonne

Prozesswärme aus CPC-Vakuumröhrenkollektoren
Nichts als Wasser und Sonne

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Große Solaranlagen für Betriebe sind renditefähig und entlasten die Umwelt. Dabei gelten CPC-Vakuumröhrenkollektoren als besonders unkompliziert.

Solarthermische Großanlagen sind heute kein Hexenwerk mehr. Es handelt sich um eine recht einfache Technologie, die sogar eine gute Rendite verspricht. Was Techniker als „faszinierend“ bezeichnen, dürfte auch Betriebswirte überzeugen: Wenn eine Solaranlage abgeschrieben ist, muss sie nicht durch etwas Neues ersetzt werden. Vielmehr ist das der Beginn von kostenlosem Energieverbrauch für viele weitere Jahre. Die Amortisationszeiten liegen inzwischen oft deutlich unter 10 Jahren, die Lebenszeit liegt jenseits von 20 Jahren, der über lange Zeiten erzielbare Energiepreis pro Kilowattstunde Solarwärme liegt bei 5 Eurocent und weniger. Die damit vermiedenen Brennstoffkosten entsprechen einer effektiven Verzinsung der Investitionskosten von jährlich weit über 10 Prozent. Die Schlussfolgerung daraus könnte lauten, heute in renditefähige große Solaranlagen zu investieren, um damit Geld zu sparen, bleibende Werte und später Mehrwert zum Nulltarif zu schaffen, die Umwelt zu entlasten und der Unabhängigkeit vom Öl ein Stück näher zu kommen.

Ein Unternehmen aus Süddeutschland hat sich auf solarthermische Großanlagen mit CPC-Vakuumröhrenkollektoren spezialisiert, die wie konventionelle Kessel arbeiten und wie solche auch einfach verschaltet werden. In kurzer Zeit entstanden so bereits zahlreiche Anlagen, darunter mit 1330 m² Bruttokollektorfläche bei der Festo AG & Co. KG in Esslingen-Berkheim, die als größte der Welt gilt. Sie unterstützt im Sommer die Kühlung von über 27 000 m² Bürofläche und trägt im Winter zur Heizung bei. Knapp 300 weitere Anlagen, darunter auch noch viel größere, sind in Planung.
Im so genannten „AquaSystem“ setzt das Unternehmen, wie der Name schon sagt, nur noch Wasser als Wärmeträger ein und schützt die Kollektoren mit Niedertemperaturwärme aus der Anlage vor Frost. Aufgrund der geringen Wärmeverluste der CPC-Vakuumröhrenkollektoren ist hierfür nur ein kleiner Energiebetrag von zwei bis vier Prozent des solaren Jahresenergieertrages notwendig, der durch die Vorteile des Wassers und hoher Arbeitstemperaturen mehrfach kompensiert wird. Dieses Konzept hat sich nach Angaben des Unternehmens inzwischen etwa 25 000-mal bewährt.
Der Hersteller zählt einige Vorteile des AquaSystems auf. Der Betrieb mit Wasser
  • ermögliche die einfache, direkte Anbindung an das hauseigene Wärmenetz,
  • spare teuere Aggregate wie Wärmetauscher, Entlüfter, Ventile, Pumpen sowie Misch- und Regeltechnik,
  • sei die Voraussetzung für den Einsatz eines ertragsoptimierten und dadurch kleinen Speichers,
  • erspare die hohen einmaligen und laufenden Kosten, die mit jedem Frostschutzmittel verbunden wären,
  • senke extrem Kosten und Dauer von Inbetriebnahme und Reparaturarbeiten,
  • sichere eine lange Lebensdauer bei nahezu gleich- bleibender Leistung,
  • beseitige alle Risiken, die mit der thermischen Stagnation verbunden sind und
  • minimiere die laufenden Wartungs- und Verbrauchskosten.
Der Einsatz von CPC-Vakuumröhrenkollektoren sichere den nach Stand der Technik höchstmöglichen solaren Jahresgesamtertrag und eine lange Lebensdauer mit einem fast wartungsfreien System.
Zielgruppen sind u. a. Brauereien, generell Lebensmittelhersteller, z. B. aus der Fleisch- und Wurstindustrie, landwirtschaftliche Betriebe, Großwaschanlagen, Lackierereien sowie Kühlanlagen zur Raumklimatisierung, aber auch Krankenhäuser, Kasernen, Hotels und Freizeiteinrichtungen – im Grunde alle, die viel warmes Wasser mit Temperaturen bis maximal 130 °C benötigen.
Die Wirtschaftlichkeit lässt sich gut prognostizieren. Abhängig vom zeitlichen Lastprofil, der Art des Prozesses, der Solltemperatur, dem Standort und dem angestrebten Grad der Substitution konventioneller Wärmeerzeuger, werden dem solaren Großkunden zwischen 350 und 700 kWh pro Quadratmeter Bruttokollektorfläche und Jahr an Energieersparnis geliefert. Für das Kollektorfeld inklusive der Montage- und Anschlusssets, der Regelung und Fernüberwachung sowie der kompletten Planungskosten, gilt für Anlagen ab 1000 m² ein Preis von rund 268 Euro/m² Bruttokollektorfläche. Dazu kommen noch die individuelle Untergrundbefestigung, Rohre und Isolierung, Speichertechnik sowie diverse Aggregate wie Pumpen und Ventile. Als Gesamtkosten sind je nach Speichergröße 450 bis 600 Euro/m² Bruttokollektorfläche realistisch, für Anlagen unter 100 m² Bruttokollektorfläche bis 800 Euro/m². Hat man 20 Jahre lang jährlich 500 kWh/m² bei Investitionskosten von z. B. 600 Euro/m², dann ergibt sich ein Energiepreis von ungefähr 5,6 Cent/kWh. Bei konstanten Energiekosten auf heutigem Niveau ergäbe sich eine Amortisationszeit von ca. 10,5 Jahren (Punkt 1 im Diagramm).
Natürlich erhöhen sich diese Zahlen infolge von laufenden jährlichen Kosten wie z. B. für Wartung und für Elektroenergie, infolge der Verzinsung des Kapitals und der Alterung der Kollektoren. In unverhältnismäßig stärkerem Maße verringern sie sich aber durch die Inflation, durch Energiepreissteigerung, durch Förderung und auch dadurch, dass aufgrund des Kesselwirkungsgrades des ersetzten fossilen Energieerzeugers mehr als nur 500 kWh/m²a fossile Energie gespart wird. Bei gewerblicher Nutzung der Solaranlage verkürzt sich die Amortisationszeit infolge steuerlicher Abschreibung und der Erstattung der Mehrwertsteuer nochmals stark.
Momentan (2008) ist die Kilowattstunde aus Öl und Gas zwar noch für 5 bis 10 Cent zu haben, in 20 Jahren aber vielleicht nicht einmal mehr für 50 Cent, wenn die Preissteigerung nicht sogar noch rasanter stattfinden wird. Elektroenergie muss immer um ein Vielfaches teurer sein und ist zum Heizen sowieso viel zu kostbar. dz
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