Sie sind hier: Startseite Das Projekt

Das Projekt

Überblick

Bereits vor einigen Jahren reifte bei den Partnern des heutigen Forschungsverbunds die Idee heran, mit Sonnenkraft die notwendige Kälteenergie für den Betrieb eines gekühlten Lagerraums zu erzeugen – ohne Umwege.

Die vier Partner vereinen Spezialwissen aus ihren jeweiligen Fachgebieten und sind somit die Idealbesetzung für dieses Projekt

Zur wissenschaftlichen Betreuung und Weiterentwicklung wurde das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg hinzugezogen. Das Fraunhofer ISE verfügt über umfassende Erfahrung und Marktkenntnisse im Bereich der solaren Kühlung.

Besonderheit (Innovation) im Vergleich zum Stand der Technik

Aktuell wird der Bedarf an Prozesskälte nahezu vollständig durch Kompressionskältemaschinen gedeckt. Antriebsenergie für diese ist entweder elektrischer Strom oder fossile Brennstoffe. Unter anderem die Mittelmeeranrainerstaaten haben jedoch aufgrund der geografischen Lage ein sehr hohes Potential für die Nutzung von Solarenergie. Die Nutzung von thermischer Solarenergie zum Antrieb von Kühlprozessen liegt aufgrund der zeitlichen Deckungsgleichheit des Verlaufs von Angebot (Sonneneinstrahlung) und Nachfrage (Kühlbedarf) nahe. Auf diese Art lässt sich der nicht- regenerative Energieverbrauch bei Kühlhäusern drastisch senken. Solarthermische Kühlverfahren haben ihre Anwendbarkeit in den letzten Jahren schon vielfach unter Beweis gestellt. Jedoch wurde die Kälte i.d.R. zur Klimatisierung von Räumen eingesetzt, d.h. es wurden Temperaturen um 10°C erzeugt. Sowohl eine komplexere hydraulische Verschaltung und die damit einhergehende Häufigkeit von Installationsfehlern als auch hohe Anschaffungskosten können als Ursache angesehen werden, warum sich die Technik trotz realisierbarer Energieeinsparung noch nicht großflächig durchgesetzt hat.

Im Projekt AgroKühl soll erstmalig die Anwendung solarthermischer Kühlverfahren für Kühlhäuser untersucht werden. Hierbei ist hervorzuheben, dass Prozesskälte, d.h. <0°C bereitgestellt werden muss. Zum einen soll durch die Entwicklung eines integrierten Ansatzes für ein solarthermisch betriebenes Kühllager das System bei der Installation vereinfacht werden. Durch z.B. vorgefertigte Hydraulikgruppen, aufeinander abgestimmte Komponenten und genaue Anweisungen zu Montage und Betrieb sollen Ursachen kostenintensiver Fehler minimiert werden. Gleichzeitig sinkt der Planungsaufwand, was sich positiv auf die Anschaffungskosten des Systems auswirkt. Durch ein modulares Konzept soll es ermöglicht werden, mit wenig Aufwand angepasste Lösungen für unterschiedliche Anwendungen und Kühlbedarfsgrößen zu realisieren. Gleichzeitig wird der Bedarf an Kälte durch eine Optimierung des Kühlhauses gesenkt, so dass ein minimaler Energieverbrauch realisiert werden kann.

Einsatzgebiete

Zunächst soll die Entwicklung vorzugsweise im ländlichen Nordafrika sowie den südeuropäischen Ländern eingesetzt werden. Dabei sollen sich perspektivisch die Bemühungen auf die ganzheitliche und nachhaltige Betrachtung der Kühllager mit Energieerzeugung, Energieverwendung und Minimierung der Verluste bei Erzeugung und Lagerung konzentrieren.

Pilotprojekt

Zur Realisierung der Versuchsanlage für ein mit Solarenergie gekühltes Kühllager wurde auf dem Dach der KRAMER GmbH in Umkirch bei Freibug ein Fresnel-Solarkollektor installiert. Dieser Kollektor wurde von der Firma Industrial Solar GmbH (ISG) aus Freiburg geliefert, die auf die Entwicklung, Produktion und den Vertrieb solcher Solarkollektoren spezialisiert ist.

Im sonnigen Breisgau werden in den Sommermonaten alle Komponenten einzeln und deren Zusammenspiel getestet und die Ergebnisse wissenschaftlich ausgewertet. Im Rahmen des Förderprogramms „Forschung für nachhaltige Entwicklung, KMU-innovativ – Verbundvorhaben Klimaschutz“ wird dieses Projekt vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unter dem Förderkennzeichen 01LY1016 gefördert und vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. als Projektträger betreut.

Ziel

Ein solarthermisch gekühltes Kühllager für landwirtschaftliche aber auch andere Produkte, wie z.B. Arzneimittel für die bessere Versorgung der Landbevölkerung, als integriertes Gesamtsystem zu entwickeln.

Konkreter Beitrag zur Nachhaltigkeit

Das Projekt wird in mehrfacher Hinsicht zu einer nachhaltigen Entwicklung beitragen. Zum einen wird der Verbrauch an nicht-regenerativen Energien gesenkt. Dabei spielt eine große Rolle, dass viele Mittelmeeranrainerstaaten über keine eigenen Energieressourcen verfügen und daher so auch die Abhängigkeit von Energieimporten gemindert wird. Zum anderen werden voraussichtlich in vielen nordafrikanischen Ländern die stark ausgeprägten Energiesubventionen in naher Zukunft gesenkt, was zu einer erheblichen Belastung der bestehenden Unternehmen führen wird. Diese Belastung lässt sich durch die Verringerung des Kältebedarfs und eine Umstellung der Kälteerzeugung auf regenerative Energien mindern. Darüber hinaus sind auch die einfachere Überbrückung von Netzausfällen und die damit einhergehende Verringerung der Ausschussquote, d.h. durch unterbrochene Kühlketten verdorbene Produkte, ein nicht zu vernachlässigender Punkt.

Konkreter Beitrag zur Energieeffizienz/Klimaschutz

Laut BMZ1 wird sich der Energiebedarf im Nahen Osten und in Nordafrika innerhalb der nächsten Jahrzehnte durch Wirtschafts- und Bevölkerungswachstum um das Fünffache erhöhen. Nicht zuletzt zum Schutz des Klimas sollte dieser steigende Energiebedarf, der zu einem erheblichen Anteil aus Bedarf zur Erzeugung von Kälte besteht, nach Möglichkeit regenerativ gedeckt werden. Effiziente, solarthermisch betriebene Kühlhäuser, wie im Projekt AgroKühl geplant, bieten dazu eine gute Möglichkeit.