Konzentrierende Systeme made in Austria
Von Hartmut Schneider
Während Solarthermie-Lösungen für die Industrie auf niedrigen Temperaturniveaus immer öfter zum Einsatz kommen, steht solare Dampferzeugung erst am Anfang. Dies liegt zum einen an den noch wenig verbreiteten konzentrierenden Kollektor-Technologien und deren Kosten bei kleinen Systemen und andererseits an der geringen Erfahrung der Dampfsystem-Anbieter mit dem sehr dynamischen Verhalten solar betriebener Systeme.
Die beiden österreichischen Unternehmen Ecotherm Austria GmbH und Fresnex GmbH bringen jeweils ihre spezielle Expertise bei der Entwicklung neuer solar betriebener Dampfsysteme ein.
Foto: 200 m² Fresnex-Ecotherm Anlage zur Integration von solar erzeugtem Dampf in ein existierendes Dampfsystem. Foto: Fresnex GmbH
Konzentrierende Kollektoren
Die Fresnex GmbH hat einen neuen konzentrierenden Kollektor entwickelt, der besonders für die Anforderungen der Industrie als „Auf-Dach-System“ geeignet ist. Einfache und schnelle Montage, geringes Gewicht und niedrige Windkräfte sind dabei ebenso wichtig wie einfache Reinigung der Spiegel-Kollektoren im Betrieb.
Bei dem neu entwickelten System handelt es sich um 45 Spiegelstreifen, die schwenkbar nebeneinander in unterschiedlichem Winkel angeordnet sind und das Sonnenlicht auf einen Receiver fokussieren, in dem Wasser zirkuliert. Durch die hohe Sonnenlicht-Konzentration auf dem Receiver wird das Wasser teilweise verdampft und die so gesammelte Energie genutzt, um den Verbrauch der fossil gefeuerten Dampfkessel des Betriebes zu senken je nach Standort und Betriebszeiten zwischen 20 % und 60 % zu senken. Ein Elektromotor führt rund 10 m² Spiegelfläche stets der Sonne nach, und stellt einen Fokus entlang des Receivers sicher. Durch die modulare Bauweise und die Integration der Nachführung direkt auf einem im Werk vormontierten Spiegelmodul kann ein sehr hoher Vorfertigungsgrad erreicht werden. Gerade beim Export bietet das deutliche Kostenvorteile. Abgestimmt auf Container- und LKW-Maße können mehr als 500 m² Spiegelfläche pro LKW transportiert und vor Ort rasch durch jede Montagefirma direkt auf das Flachdach des Betriebes installiert werden.
Foto: Dampftrommel des Solarsystems. Foto: Roland Schneemeyer (Ecotherm Austria)
Integration in ein Dampfsystem
Der Kollektor alleine stellt jedoch noch kein vollständiges Solar-Dampfsystem dar. Die Firma Ecotherm Austria GmbH bringt ihre Expertise im Bereich der Dampferzeugung ein. Durch einen Wasserabscheider – die sogenannte Dampftrommel - wird das aus dem Receiver austretende Wasser-Dampfgemisch getrennt. Das Wasser wird rezirkuliert und der Dampf in das bestehende Dampfsystem eingespeist. Im Gegensatz zu fossil befeuerten Anlagen, bei denen die Öl- und Gaszufuhr genau geregelt werden kann, stellt der konzentrierende Kollektor ein hoch dynamisches System dar. Das entwickelte Regelungskonzept stellt sicher, dass dem Kunden stets gleichmäßige Temperatur- und Druckverhältnisse geliefert werden können. Bei zu viel Sonne können die Solarmodule Schritt für Schritt defokussiert und die Energiezufuhr linear gedrosselt werden. So kann auch Stagnation aktiv verhindert und zum Beispiel bei Betriebsferien das System auch ganz abgeschaltet werden.
Marktpotenzial
Im Oktober 2016 wurde eine erste 200 m² große Anlage in Oberösterreich errichtet. Mit einer Leistung von 100 kWPeak dient sie größtenteils Testzwecken, liefert aber auch Wärme für den Betrieb einer Kälteanlage. Regelmäßige Besuche aus dem Ausland zeigen, dass es Bedarf für solare Dampfanlagen gibt. Trotz des derzeit sehr niedrigen Gaspreises ist das Interesse der Industrie groß – das belegen auch die Marktzahlen. Allein in Südeuropa sind rund 13.000 Dampfkessel in der Industrie installiert und können mit solaren Dampfanlagen nachgerüstet werden.
Starke Exportausrichung
Die starke Exportausrichtung in der Zukunft liegt besonders daran, dass die direkte Sonnenstrahlung (DNI – Direct Normal Irradiation) für das System relevant ist, da nur diese über die Spiegel fokussiert wird. Während die Funktionalität des Systems in Österreich ebenfalls gegeben ist, ist doch die Wirtschaftlichkeit in Ländern mit hohem Direktanteil der Sonneneinstrahlung deutlich größer. Dadurch werden auch reine Heißwasseranlagen mit Temperaturen über 100°C wirtschaftlich interessant. Deutlich zu spüren ist das zum Beispiel an der Nachfrage für Fernwärmeprojekte in Spanien.
Parallel zu Südeuropa sind Exporte in den arabischen Raum geplant. Unterstützt durch ein 24-Stunden Service Center der Firma Ecotherm in Dubai und zahlreichen Referenzen bei Solar-Heißwasser- und Dampfanlagen soll der Markteintritt auch dort rasch erfolgen.
Weiterführende Informationen
Autorenbeschreibung
DI Hartmut Schneider, MBA ist Gründer und Geschäftsführer der
Fresnex GmbH. Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!