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Klassifizierung und energetische Bewertung solarer Kühlsysteme: Kälte aus der Sonne
In Zeiten steigenden Energiebedarfs für Kühl und Klimatisierungsanwendungen ist die Untersuchung alternativer, nachhaltiger Konzepte zur Kälteerzeugung lohnenswert. Energiequellen wie die Solarstrahlung können helfen, die Belastung von Umweit und Energienetzen zu reduzieren. Die Technologie der solaren Kühlung ist relativ neu. Nur wenige Anlagen sind derzeit auf dem Markt im Einsatz und ein Großteil davon sind an Forschungszwecke gebunden. Solare Kollisysteme zeigen jedoch bereits jetzt im Vergleich zu konventionellen Systemen vielversprechende Vorteile. Die zentrale Größe zur Bewertung verschiedener Systeme ist die Leistungszahl (COP) der Kältemaschine. Sie ist jedoch nicht der einzige Einflussfaktor. Die Arbeitstemperaturen der Kältemaschinen bestimmen das Temperaturlevel in den Solarkollektoren und damit deren Wirkungsgrad. Darüber hinaus ist der COP eine eher abstrakte Größe. Zur anschaulichen Bewertung können deshalb verschiedene Modelle herangezogen werden, wie etwa: (1) spezifische Kollektorfläche (d. h. Solarkollektoren und/oder PV-Module) pro kW benötigter Kühlleistung, (2) minimale Kollektorfläche zum Erreichen einer ausgeglichenen Tagesenergiebilanz, (3) jährlicher Primärenergiebedarf eines solar unterstützten Kühlsystems bei vorgegebener Kollektorfläche. In diesem Beitrag wird beispielhaft der Vergleich verschiedener solarer Kühlsysteme (Kollektoren/PV-Module + Kältemaschine) im Hinblick auf eine ausgeglichene Tagesenergiebilanz angeführt. Für ein Modellgebäude wird die benötigte Solarkollektor-/ PV-Modulfläche berechnet, um die im Tagesverlauf kumulierte Energiemenge (Wärme und Strom) zur Erzeugung der benötigten Kälte über die Solarkollektoren und Solarmodule bereitzustellen. Solare Kühlung ist in einer frühen Phase der Entwicklung. Es gibt nur wenige marktverfügbare Technologien und kaum Langzeiterfahrung. Solare Kühlsysteme sind jedoch fähig, unter real vorstellbaren Bedingungen Energieeinsparungen zu erreichen und gleichzeitig von der öffentlichen Energieversorgung unabhängig Kälte bereitzustellen. Besonders relevant ist der Einsatz solarer Kühlsysteme an Orten, wo die öffentliche Energieversorgung mangelhaft ist bzw. zu großen Schwankungen unterliegt (z. B. in Entwicklungsländern). Die verschiedenen Potenziale der einzelnen Technologien schwanken jedoch stark. Während sorptionsbasierte Technologien am weitesten entwickelt sind und gute Leistungszahlen erreichen, sind beispielsweise ejektorbasierte Systeme noch in der Forschungsphase. Solar-elektrisch betriebene Systeme basieren auf Kaltdampfkompressionskältemaschinen, welche schon lange eingesetzt werden und weit bekannt sind. Obwohl sie in den Rechnungen nicht die besten Ergebnisse erzielen, haben sie Vorteile in puncto Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Praktikabilität. Auch der gewählte Standort hat einen großen Einfluss auf Kühlbedarf und Solarangebot und somit auf das gesamte Potenzial der Anlage. Gute Bedingungen sind dann gegeben, wenn Solarstrahlung hoch und Kühlbedarf niedrig sind. Außerdem ist eine hohe zeitliche Übereinstimmung von Last und Angebot günstig für die Leistungsfähigkeit.
Klassifizierung und energetische Bewertung solarer Kühlsysteme: Kälte aus der Sonne
In Zeiten steigenden Energiebedarfs für Kühl und Klimatisierungsanwendungen ist die Untersuchung alternativer, nachhaltiger Konzepte zur Kälteerzeugung lohnenswert. Energiequellen wie die Solarstrahlung können helfen, die Belastung von Umweit und Energienetzen zu reduzieren. Die Technologie der solaren Kühlung ist relativ neu. Nur wenige Anlagen sind derzeit auf dem Markt im Einsatz und ein Großteil davon sind an Forschungszwecke gebunden. Solare Kollisysteme zeigen jedoch bereits jetzt im Vergleich zu konventionellen Systemen vielversprechende Vorteile. Die zentrale Größe zur Bewertung verschiedener Systeme ist die Leistungszahl (COP) der Kältemaschine. Sie ist jedoch nicht der einzige Einflussfaktor. Die Arbeitstemperaturen der Kältemaschinen bestimmen das Temperaturlevel in den Solarkollektoren und damit deren Wirkungsgrad. Darüber hinaus ist der COP eine eher abstrakte Größe. Zur anschaulichen Bewertung können deshalb verschiedene Modelle herangezogen werden, wie etwa: (1) spezifische Kollektorfläche (d. h. Solarkollektoren und/oder PV-Module) pro kW benötigter Kühlleistung, (2) minimale Kollektorfläche zum Erreichen einer ausgeglichenen Tagesenergiebilanz, (3) jährlicher Primärenergiebedarf eines solar unterstützten Kühlsystems bei vorgegebener Kollektorfläche. In diesem Beitrag wird beispielhaft der Vergleich verschiedener solarer Kühlsysteme (Kollektoren/PV-Module + Kältemaschine) im Hinblick auf eine ausgeglichene Tagesenergiebilanz angeführt. Für ein Modellgebäude wird die benötigte Solarkollektor-/ PV-Modulfläche berechnet, um die im Tagesverlauf kumulierte Energiemenge (Wärme und Strom) zur Erzeugung der benötigten Kälte über die Solarkollektoren und Solarmodule bereitzustellen. Solare Kühlung ist in einer frühen Phase der Entwicklung. Es gibt nur wenige marktverfügbare Technologien und kaum Langzeiterfahrung. Solare Kühlsysteme sind jedoch fähig, unter real vorstellbaren Bedingungen Energieeinsparungen zu erreichen und gleichzeitig von der öffentlichen Energieversorgung unabhängig Kälte bereitzustellen. Besonders relevant ist der Einsatz solarer Kühlsysteme an Orten, wo die öffentliche Energieversorgung mangelhaft ist bzw. zu großen Schwankungen unterliegt (z. B. in Entwicklungsländern). Die verschiedenen Potenziale der einzelnen Technologien schwanken jedoch stark. Während sorptionsbasierte Technologien am weitesten entwickelt sind und gute Leistungszahlen erreichen, sind beispielsweise ejektorbasierte Systeme noch in der Forschungsphase. Solar-elektrisch betriebene Systeme basieren auf Kaltdampfkompressionskältemaschinen, welche schon lange eingesetzt werden und weit bekannt sind. Obwohl sie in den Rechnungen nicht die besten Ergebnisse erzielen, haben sie Vorteile in puncto Zuverlässigkeit, Verfügbarkeit und Praktikabilität. Auch der gewählte Standort hat einen großen Einfluss auf Kühlbedarf und Solarangebot und somit auf das gesamte Potenzial der Anlage. Gute Bedingungen sind dann gegeben, wenn Solarstrahlung hoch und Kühlbedarf niedrig sind. Außerdem ist eine hohe zeitliche Übereinstimmung von Last und Angebot günstig für die Leistungsfähigkeit.
Klassifizierung und energetische Bewertung solarer Kühlsysteme: Kälte aus der Sonne
Hennig, Jakob (author)
Die Kälte- und Klimatechnik ; 66 ; 32-37
2013
5 Seiten, 2 Bilder, 1 Tabelle, 14 Quellen
Article (Journal)
German
UB Braunschweig | 1999
|Heizungstechnik - Fussbodenheiz--kühlsysteme
Online Contents | 2001
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