Wie funktioniert Solare Kühlung

Kälte aus Wärme – Die solare Kühlung als alternative Klimaanlage. Mit Sonnenwärme energiesparend kühlen und klimatisieren? Die solare Kühlung macht es möglich. Bis zu 90 Prozent Strom werden eingespart. Energie sparen liegt im Trend. LEDs reduzieren den Strombedarf, Passivhäuser senken den Heizbedarf, allein Klimatisierung und Kühlung werden noch stiefmütterlich behandelt. Das ist verwunderlich, wird doch weltweit mehr Energie zum Kühlen und Klimatisieren als zum Heizen verwendet.

Solare Kühlung als energiesparende Klimaanlage

Eine clevere Technik ist das Kühlen und Klimatisieren mit Hilfe der Sonnenwärme, die solare Kühlung. Die solare Kühlung ist keine neue Erfindung. Bereits 1878 erzeugte der Franzose Auguste Mouchot auf der Weltausstellung in Paris Eis mit Hilfe der Sonne, eines Parabolkollektors und einer Absorptionskältemaschine. Mit der Elektrifizierung Anfang des 20. Jahrhunderts trat die Absorptionskältetechnik in den Hintergrund. Heute, wo Stromsparen wieder zu einem gesellschaftlich wichtigem Thema geworden ist, erweckt auch die solare Kühlung, speziell für die Bereiche Klimaanlagen und Klimatisierung, erneut Interesse.

Funktionsprinzip der solaren Kühlung

Wie funktioniert sie? Eigentlich ganz einfach: Ein Sonnenkollektor erhitzt bei der so genannten Solarthermie genannt, Wasser. Dabei werden bis zu 80 Prozent der Sonneneinstrahlung in Wärme gewandelt. Das heiße Wasser fließt dann durch eine Sorptionskältemaschine. Diese verwendet, anders als herkömmliche Kältemaschinen, Wärme als Antriebsenergie zur Kälteerzeugung und ersetzt damit Strom. Dabei spielt der Sorptionsprozess, physikalisch betrachtet die Anlagerung von Flüssigkeiten an Oberflächen (der Fachbegriff lautet Adsorption) oder in anderen Flüssigkeiten (der Fachbegriff lautet Absorption) eine entscheidende Rolle. Der Prozess ist reversibel und benötigt nur Wärme. Ein bisschen Strom brauchen die Sorptionskälteanlagen dann doch, vor allem um das Wasser zu pumpen. Kaltes Wasser wird zu den Lüftungsauslässen der Klimaanlage gepumpt, oder, wie bei der Flächenkühlung, in Kühldecken oder -wände.

Nutzen der solaren Kühlung – Strom sparen und Klima schützen

Verglichen mit herkömmlichen Klimaanlagen können bis zu 90 Prozent Strom eingespart werden. Hinzu kommt, dass Sorptionskältemaschinen natürliche Kältemittel, beispielsweise Wasser, verwenden. Diese tragen nicht zum Treibhauseffekt bei. Bei herkömmlichen Kompressionskälteanlagen werden Chemikalien, d.h. Kältemittel, verwendet, die bis zu zweitausendfach stärker das Klima erwärmen als Kohlenstoffdioxid, besser bekannt unter CO2. Und kleine Lecks, aus denen Kältemittel austritt, sei es bei Befüllung oder Wartung, gibt es immer. Die Sorptionskältetechnik kann auch für andere Anwendungen wie Kraft-Wärme-Kältetechnik mit BHKW, Kühlung mit Prozesswärme oder Fernwärme verwendet werden.

Das Schöne speziell an der solaren Kühlung und Klimatisierung ist, dass wir meistens dann die Klimaanlage einschalten, wenn es draußen sehr heiß ist, sprich wenn die Sonne scheint. Die heizt uns bei der solaren Kühlung nicht nur ein, sondern sorgt auch gleich dafür, dass wir uns, angenehm klimatisiert, in geschlossenen Räumen aufhalten können.

Nachteile der solaren Kühlung: Aufwendige Installation und erhöhte Investition

Wie bei allem, gibt es auch bei der solaren Kühlung eine Kehrseite der Medaille. Der Einbau rechnet sich vor allem bei Anwendungen, bei denen viel gekühlt wird, z.B. einem Serverraum oder in einem Kühllager. Die Installation ist aufwendiger als bei herkömmlicher Technik. Sonnenkollektoren wollen befestigt und Wasserleitungen verlegt werden. Das ist ein höherer Aufwand als den Stecker in die Steckdose zu stecken, wie bei Klimageräten, die wir aus dem Baumarkt kennen. Wenn die Sonne nicht scheint und wir die Kühlung benötigen, funktioniert die solare Kühlung nur noch begrenzt. Als Backup kommen andere Wärmequellen, wie etwa Gasbrennwertthermen oder herkömmliche Kompressionsanlagen in Frage.

Fazit: Unter’m Strich eine gute Sache

Unter’m Strich ist die solare Kühlung aber eine gute Sache: Es wird weniger Strom verbraucht, die benötigte Wärme kommt regenerativ von der Sonne und gefährliche Treibhausgasemissionen werden vermieden. Das ist auch der Grund, warum sich der Markt für diese Technologie in der letzten Dekade jährlich verdoppelt hat. In Zukunft werden wir von diesem Thema sicherlich noch viel hören.

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