Neue Fortschritte für die Solarthermie
In vielen europäischen Ländern verbreiten sich solarthermische Kollektoren als Mittel für eine nachhaltige Raumheizung und Warmwasserbereitung in Wohngebäuden sehr rasch. Allerdings müssen für einen zukünftigen Erfolg kompakte Solarenergiespeicher mit Wärmepumpen kombiniert werden, die das ganze Jahr über nicht nur aus der Sonne, sondern auch aus dem Erdboden oder der Umgebungsluft Wärme liefern. Das EU-finanzierte Projekt MACSHEEP(öffnet in neuem Fenster) (New materials and control for a next generation of compact combined solar and heat pump systems with boosted energetic and exergetic performance) entwickelte die erforderlichen kompakten aber kombinierten erneuerbaren Energiesysteme, die eine überlegene Leistung zu wettbewerbsfähigen Preisen ermöglichen. Die Maßnahmen zur Steigerung von Leistung und Wirtschaftlichkeit umfassten den Einsatz von Wärmepumpen und Speicheroptimierung sowie von kostengünstigen Materialien. Die Wissenschaftler entwickelten auch Informations- und Kommunikationstechnik für die intelligente Steuerung von Speichermanagement, Onlineüberwachung und Fehlererkennung, um Energieleistung und Zuverlässigkeit zu verbessern. Die Forscher entwickelten vier Wärmepumpen in Kombination mit solarthermischen Anlagen, die Wärme aus der Erde, der Luft und der Sonne nutzen. Die Lösungen zielen auf Häuser mit geringem Raumwärmebedarf und geringen Netzvorlauftemperaturen sowie renovierte Häuser mit höheren Vorlauftemperaturen. Die Wärmepumpen wurden für unterschiedliche Zielwärmelasten und verschiedene Systemkonzepte entwickelt. Einige von ihnen nutzen die neueste Generation von drehzahlgeregelten Scrollverdichtern, einen Economizer-Zyklus und einen Enthitzer für die Warmwasserbereitung. Neue Durchbrüche in der Entwicklung von Solarkollektoren umfassen selektive Lacke für einen unglasierten Metallkollektor sowie ein neues Design für einen verglasten Photovoltaik-Wärmekollektor mit Polysiloxangel als Vergussmasse für die Solarzellen. Dieser Hybrid-Kollektor liefert gleichzeitig mit der Erdwärmepumpe sowohl Strom als auch Wärme. Die Wärme kann direkt zur Speicherladung verwendet werden und mit dem Strom lassen sich sowohl das Solarwärmepumpensystem als auch eine elektrische Heizung mit Energie versorgen, die den oberen Teil des Speichersystems auflädt. Die kombinierten Solar- und Wärmepumpenanlagen werden ein wichtiger Teil des Energiemixes sein, indem sie Gebäude mit einem großen Anteil an erneuerbaren Energien versorgen. MACSHEEP zielte vor allem auf Einfamilienhäuser, die für einen großen Teil des Primärenergieverbrauchs der EU verantwortlich sind und bei denen es oft viel Raum für Energieeffizienzsteigerungen gibt.
