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Mittwoch, 18.10.2017
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Autarke Klimaanlage kühlt mit Sonnenlicht

Prinzip der Absorptionskältemaschine mit Photovoltaik gekoppelt

Die Sonne kann nicht nur heizen, sie kühlt auch – wenn man ihre Energie zum Betrieb einer Klimaanlage nach dem Prinzip der Absorptionskältemaschine nutzt. Einen Prototyp einer solchen Anlage haben jetzt Siemens-Forscher im indischen Bangalore entwickelt. Strom für den Betrieb und Wärme für die Trennung der eingesetzten Salzlösung liefert dabei die Sonne. Das System ist damit völlig autark und klimafreundlich zugleich.
Anlage aus einem Lichtsammelsystem, das die Sonnenwärme einfängt, und einer Photovoltaikeinheit für die Stromversorgung.

Anlage aus einem Lichtsammelsystem, das die Sonnenwärme einfängt, und einer Photovoltaikeinheit für die Stromversorgung.

In den heißen Regionen der Erde, wie beispielsweise in Indien, tragen Klimaanlagen erheblich zum CO2-Ausstoß bei: Rund 60 Prozent des Stroms in indischen Bürogebäuden wird tagsüber von Klimaanlagen verbraucht. Das aber könnte sich in Zukunft ändern. Forscher des Unternehmens Siemens haben eine Anlage entwickelt, die mit Hilfe der Sonnenwärme Wärme aus Gebäuden aufnimmt und so die Räume kühlt. Der große Vorteil dabei: Betrieben wird das Ganze mit einer extrem kompakten Solaranlage, die auf den meisten Bürodächern Platz findet. Anfang 2012 soll eine Pilotanlage auf dem Dach des Siemens- Gebäudes in Bangalore installiert werden.

Salz als Schlüsselelement


Die Lösung basiert auf dem altbewährten Prinzip der Absorptionskältemaschine. Dabei kommt üblicherweise eine Salzlösung zum Einsatz. Wasser dient als Kältemittel. Solarwärme heizt das Wasser-Salz- Gemisch auf und trennt das Wasser als Dampf von der Salzlösung ab. Anschließend wird das Wasser kondensiert und in einen Verdampfer gepumpt, der die Kälte erzeugt. Im Verdampfer herrscht Unterdruck, so dass schon die geringen Außentemperaturen genügen, um das Wasser zu verdampfen. Dabei wird der Umgebung Wärme entzogen, der Raum gekühlt. Anschließend wird der Wasserdampf wieder an die Salzlösung gebunden. Da das System im Kreislauf arbeitet, wird die Umgebung permanent gekühlt. Der Photovoltaik-Strom ist dabei nötig, um das Wasser und die Salzlösung durch das System zu pumpen.

Kompaktere Photovoltaik-Anlage als Stromquelle


Bisherige Anlagen benötigen für diesen Prozess eine teure und große Photovoltaikanlage, die auf den wenigsten Bürodächern Platz findet. Die Siemens-Forscher bauen nun eine kompakte Anlage und nutzen die Sonnenenergie besser aus. Die Herausforderung besteht darin, gleichzeitig genug Wärme für den Kälteprozess und Strom für die Pumpe zu gewinnen. Eine Idee ist, eine spezielle Flüssigkeit einzusetzen, die dem Sonnenlicht ausreichend Wärme entzieht, bevor es die Photovoltaik-Einheit erreicht. Für eine Kompressionskältemaschine wie in einem Kühlschrank, wäre die Strommenge nicht ausreichend, wohl aber für die kleinen Pumpen des Absorptionskälteprozesses.


Das Potenzial dieser Technologie ist riesig: In Indien wird der Bedarf für die Kühlung von Büros und Geschäftsräumen bis zum Jahr 2015 auf rund 31.000 Megawatt geschätzt – die Leistung von etwa 30 großen Kohlekraftwerken
(Siemens, 10.06.2011 - NPO)
 
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