Wärme kann mit Sorptionstechniken zum Antrieb thermodynamischer Kreisprozesse genutzt und in Wärme höherer Temperatur oder aber Kälte umgewandelt werden (Absorptionswärmepumpen, Absorptionskältemaschinen).
Man unterscheidet dabei
adsorptive Systeme (mit Feststoffen)
absorptive Systeme (mit Flüssigkeiten)
Typische Temperaturen für den Antrieb einstufiger Systeme liegen bei 60 °C bis 120 °C. Sie eignen sich damit ideal für den Betrieb mit solarer Wärme, Fernwärme, Abwärme aus Blockheizkraftwerken oder Brennstoffzellen.
Mittlerweile ist die Kombination von Solaranlagen auch mit zwei- und dreistufigen Kälteverfahren in ersten Projekten realisiert. Diese Technik ist vor allem in sonnenreichen Zonen einsetzbar.
Rund 16 % des Stroms werden in Deutschland für Kälteprozesse aufgewendet. Dies erfolgt vor allem in Stunden ohnehin hoher Netzbelastung, gleichzeitig werden große Mengen an Solarwärme im Sommer als Überschuss nicht genutzt.
Mithilfe solarthermischer Kälteerzeugung kann man diese Überschusswärme sinnvoll in Kälte wandeln und die Netze entlasten. Ein noch wesentlich größeres Potenzial hat solare Kühlung in sonnenreichen Zonen, in denen zugleich Kühlung und Klimatisierung einen hohen Anteil des Energieverbrauchs bedingen.
Pluspunkte für Erneuerbare Kühlung
Sorptionstechnologien sind klimafreundlich, da sie ohne Fluorkohlenwasserstoffe (FCKW) arbeiten
Diese Kühlsysteme können in einem zweiten Betriebsmodus in den meisten Fällen auch als Heizung eingesetzt werden
Sorptive Systeme bieten auch Möglichkeiten, thermische Energie effektiv und vielseitig einsetzbar zu speichern
Potenziale Erneuerbarer Kühlung
Die technische Umsetzbarkeit solarbetriebener Kühlungssysteme wurde in den letzten Jahren erfolgreich in vielen Projekten bestätigt. Bereits heute gibt es Marktsegmente, in denen diese Systeme ökonomisch sinnvoll eingesetzt werden können. Aus Untersuchungen ergeben sich eine große Anzahl von Verbesserungsansätzen, mit deren Umsetzung die Erschließung weiterer Einsatzmärkte möglich wäre.
Forschungs- und Entwicklungsbedarf für Erneuerbare Kühlung
Entwicklung von elektrisch/thermischen Hybrid-Systemen
Weiterentwicklung kleiner und mittlerer Absorptionskälteanlagen für die Verbindung mit Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen zur lokalen Klimakälteversorgung, um über eine Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung eine ganzjährige Nutzung der Abwärme aus Blockheiz-Kraftwerken zu erreichen
Erforschung von Phase Change Material-Speichern (PCM) im Bereich 5–15 °C zur Leistungspufferung in Klimakälteanlagen
systemtechnische Forschung im Bereich Anlagenkonzepte, Auslegung, Regelung, Wartung, Betriebsführung
Aktuelle Materialien
Hier sehen Sie einzelne Artikel zum Thema „Erneuerbare Kühlung“. Eine komplette Übersicht über alle Publikationen finden Sie im Publikationsbereich.
Artikel aus "Themenhefte"
Wärmepumpen – aktuelle Entwicklungen und Lösungen für den Gebäudebestand
Themen 2022: Forschung für die Wärmewende – klimaneutral, effizient und flexibel
Diese Broschüre informiert über die Forschungsthemen im FVEE zu: Energiebereitstellung Systemkomponenten Energienutzung Energiesystemgestaltung Außerdem finden Sie hier die Ziele des…
Artikel aus "Vortragsfolien"
1.1 Wärmewende in der Forschungsinitiative Energiewendebauen. Überblick über aktuelle Forschungsvorhaben von FVEE-Mitgliedern (Bur / Noll – IZES)
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Expert*innen
CAE
Stephan Weismann
CAE Center for Applied Energy Research e.V. Magdalene-Schoch-Str. 3, 97074 Würzburg
