Kühlen mit der Sonne

Auf den ersten Blick erscheint es paradox: Mit Wärme kühlen. Doch es funktioniert. Das beweist eine von der EU-geförderte solare Klimaanlage in Freiburg. Konzept und Umsetzung stammen von Forschern des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg.

Sonnige Sommertage – heiß ersehnt werden sie oft schnell zur Qual. Dann ist die erfrischende Kühle der Klimaanlagen gefragt. Und die fressen Strom. Ideal wäre, wenn sich das kostenlos vorhandene Energieangebot der Sonne zum Kühlen nutzen ließe – ohne aufwendige Umwandlungsprozesse. Die Fraunhofer ISE-Forscher haben diesen Traum verwirklicht und die erste solar-autarke Klimatisierung in Deutschland konzipiert. Seit Juni 2001 sorgt die Anlage im Gebäude der IHK Südlicher Oberrhein in Freiburg für kühle Köpfe.

Das Prinzip der solaren Klimatisierung erscheint einfach: »In einem ersten Schritt wird die heiße Außenluft über Adsorption von Wasserdampf an Silicagel getrocknet«, erläutert Dipl.-Ing. Carsten Hindenburg, Projektleiter am ISE. »In einem zweiten Schritt wird die trockene Luft wieder befeuchtet. Durch die Verdunstungskälte kühlt sie ab. Wärme aus Solarluftkollektoren regeneriert schließlich das Silicagel für den nächsten Kühlzyklus.« Silicagel ist ein Granulat aus Siliziumdioxid und ein bewährtes Mittel zum Trockenhalten feuchteempfindlicher Geräte. In der solaren Kühlung ist es wesentliches Element zum Trocknen der Luft.

»Am ISE konzipieren wir Gesamtsysteme, die unter optionaler Einbeziehung von Solarwärme energetisch optimiert sind und damit noch energieeffizienter arbeiten. Dabei behalten wir stets die Kostenseite im Auge«, hebt Hindenburg hervor. Überzeugender Beweis ist die IHK Anlage: 10 000 m3 kühle Luft liefert die Anlage in Spitzenzeiten pro Stunde und schafft so angenehme Raumbedingungen für bis zu 100 Personen. Sie ist im Sommer solarautark und unterstützt im Winter die Raumheizung. Die von der Europäischen Union (DG TREN) und dem Land Baden-Württemberg geförderte Anlage wurde nachträglich installiert, weil in dem großzügig verglasten Konferenzgeschoss die Temperaturen im Sommer zu hoch waren.

In Mittelmeerländern sind die wirtschaftlichen Randbedingungen besonders günstig. So beraten die Fraunhofer-Forscher unter anderem die Gaswerke Palermo bei der Klimatisierung eines Bürogebäudes. Generell wächst weltweit das Interesse an umweltfreundlicher Klimatisierung sehr stark. In der Internationalen Energieagentur IEA läuft gerade ein Forschungsvorhaben unter Leitung des Fraunhofer ISE. Darüber hinaus bietet das Institut der Industrie vielfältige Unterstützung: Neben Simulationsrechnungen und Materialuntersuchungen gibt es einen neuen Teststand für Solare Sorptionsgestützte Klimatisierungsanlagen (SSGKTEST).