Wie die Sonne Wein und Milch frisch hält

11. Mai 2010, 17:39
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Solare Kühlanlagen könnten Ländern mit viel Sonnenenergie dabei helfen, Strom für die Kühlung vom Lebensmitteln zu sparen

Solarenergie zur Kühlung von Gebäuden zu verwenden ist nichts Neues. Jetzt sollen auch Früchte und leicht verderbliche Lebensmittel wie Milch oder Wein mit der Kraft der Sonne frisch gehalten werden. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) haben in den vergangenen vier Jahren in Zusammenarbeit mit Universitäten, Energieagenturen und europäischen Unternehmen Demonstrationsanlagen aufgebaut. Das Projekt trägt den Namen "Medisco" und beinhaltet eine Solaranlage zum Kühlen von Wein in Tunesien, die seit Sommer 2008 in Betrieb ist, sowie eine weitere Anlage zum Kühlen von Milch in Marokko, die gerade fertig gestellt wurde.

Wärme statt Strom

Solare Kühlung funktioniert ähnlich wie konventionelle Kältetechnik. Der Unterschied: Der elektrische Kompressor wird bei der so genannten Absorbtionskältemaschine durch einen "thermischen Kompressor" ersetzt, der aus einem Absorber und einem Desorber besteht. "Anders als beim Kühlschrank nutzen wir also keinen Strom, um Kälte zu erzeugen, sondern Wärme", erklärt Tomas Núñez, Wissenschaftler am ISE.

Das Neue an der vom ISE entwickelten Technik ist, dass für die Absorbtionskältemaschine konzentrierende Kollektoren verwendet werden. Sie richten das Sonnenlicht mit einem Spiegel auf ein selektiv beschichtetes Absorberrohr und erzeugen dadurch Antriebstemperaturen von bis zu 200 Grad. Konzentrierende Kollektoren sind aus der solarthermischen Kraftwerkstechnik bekannt. "Die in diesem Projekt eingesetzten Kollektoren aind aber kleinere Systeme, die zur Erzeugung von Prozesswärme entwickelt wurden", erläutert der Forscher. Mit dem auf diese Weise stark erhitztem Wasser wird eine Kältemaschine angetrieben, die ähnlich wie die konventionelle Kältetechnik funktioniert: Das Kältemittel, in diesem Fall Ammoniak, verdampft. So entzieht es der Umgebung des Verdampfers Wärme, was zum Kühleffekt führt.

Kältemittelkreis wird geschlossen

Statt das Kältemittel aber mit einem elektrischen Kompressor zu komprimieren, wird es durch das Wasser in einem "Absorber" aufgenommen. Die so entstandene Lösung wird in einen "Desorber" gepumpt und aufgeheizt. Durch die Wärme wird das Kältemittel vom Wasser getrennt. Das gasförmige Kältemittel wird in einen Kondensator geleitet, wo es wieder verflüssigt wird, die dabei entstehende Abwärme wird abgeführt. Der Kältemittelkreis wird - wie bei konventionellen Anlagen - wieder geschlossen. Dadurch steht das Kältemittel wieder im Verdampfer zur Verfügung und der Kreislauf schließt sich.

Stromkosten sparen

Die Vorteile der Technologie: Die Methode ist umweltfreundlich, der Strom für konventionell betriebene Kühlgeräte wird auf ein Minimum reduziert. Die Kälte steht immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint - "es wird also vor allem zu Zeiten des größten Bedarfs produziert." Außerdem arbeitet die Kältemaschine auch bei hohen Außentemperaturen von bis zu 45 Grad Celsius und braucht kein Wasser für die Rückkühlung.

Wie hoch genau die Stromersparnis durch diese Technik ist, kann noch nicht genau gesagt werden. Bei der konventionellen Kältetechnik werden pro Einheit eingesetzter elektrischer Energie rund drei Einheiten Kälte bereitgestellt, erklärt Núñez. "Man spricht von einem elektrischen COP (Coefficient of Performance) von drei. Unser Ziel ist es, einen COP von zirka zehn zu erreichen." Derzeit arbeite man noch daran, die Systeme zu optimieren und gesicherte Daten zu errechnen.

Die Anlagen der Winzerei in Tunesien und der Molkerei in Marokko haben jeweils eine Kälteleistung von rund zwölf Kilowatt. Das ist eine sehr geringe Leistung vom Gesamtbedarf", erklärt Nunez, es gehe vorerst schließlich nur darum, die Technik zu testen. Im Falle des Winzerbetriebes werden drei von rund 20 Tanks damit betrieben", sagt der Wissenschaftler.

Sonnenverwöhnte Länder

Die neue Technologie mache nur in Regionen mit hoher Sonnen-Direktstrahlung Sinn. "In Ländern mit viel Sonnenenergie und in entlegenen Gebieten, wo es aufgrund von Wassermangel und fehlenden oder unzuverlässigen Energiequellen keine konventionellen Kühlungsmöglichkeiten gibt", ergänzt Núñez. Länder wie Österreich oder Deutschland kommen für diese spezielle Technik also nicht infrage. (mak, derStandard.at)

 

  • Demonstrationsanalge in Tunesien: Vorne steht der Sonnenkollektor, der die Absorptionskältemaschine antreibt. Über einen Kältespeicher wird der Wein in den Gärbehältern (im Hintergrund) gekühlt.
    foto: fraunhofer ise

    Demonstrationsanalge in Tunesien: Vorne steht der Sonnenkollektor, der die Absorptionskältemaschine antreibt. Über einen Kältespeicher wird der Wein in den Gärbehältern (im Hintergrund) gekühlt.

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