Neben Strom und Warmwasser können Sonnenlicht und -wärme auch Kälte erzeugen – und das nicht nur umweltverträglich, sondern auch wirtschaftlich. Seit über einem Jahrzehnt wird in Europa die Nutzung von solarer Energie für die Kälteerzeugung und Gebäudeklimatisierung untersucht und stetig weiterentwickelt. Gegenwärtig erlebt die solare Kühlung einen Aufschwung – nicht nur in südlichen Ländern. Einen Überblick über den derzeitigen Stand der Technik, über die Marktpotenziale des solaren und erneuerbaren Kühlens sowie über die Erfahrungen mit bereits realisierten Projekten bietet das "2. Internationale Symposium Solares und Erneuerbares Kühlen", das am 26. Februar 2010 im Rahmen der Messe CEP CLEAN ENERGY & PASSIVEHOUSE 2010 ganztägig in Stuttgart stattfindet.
Die Internationale Energie Agentur erwartet, dass bis zum Jahr 2020 die Nachfrage nach Klimaanlagen in Europa um mehr als zehn Prozent wachsen wird. Vor allem in südlichen Ländern macht der Energiebedarf für Klimatisierung und Kühlung einen erheblichen Anteil am Gesamtverbrauch aus. Auch in unseren Breiten steigen die sommerlichen Temperaturen, der Energiebedarf für Klimatisierung nimmt zu. In Deutschland fördert die KfW-Bank solares Kühlen ab einer Kollektorfläche von 40 Quadratmetern mit Zuschüssen von 30 Prozent der Investitionskosten.
Zahlreiche Forschungsinstitute arbeiten zusammen mit Herstellern an neuen Techniken, um Solarenergie ganzjährig nutzbar zu machen, zur Unterstützung bei der Wärmebereitstellung im Winter und zur Klimatisierung im Sommer – ein Synergieeffekt, der sich geradezu aufdrängt. Schließlich treten insbesondere bei großen solarthermischen Anlagen zur Heizungsunterstützung in Nichtwohngebäuden in der heißen Jahreszeit lange Stillstandszeiten auf, da zu dieser Zeit der Wärmebedarf im Gebäude niedrig ist. Das solare Potenzial, bedingt durch hohe Einstrahlung, bleibt dann weitgehend ungenutzt. Durch die ganzjährige Nutzung der Solarwärme können der Energieertrag und die Wirtschaftlichkeit der solarthermischen Anlagen deutlich gesteigert werden.
Verfahren zur solaren Kühlung weisen den großen Vorteil auf, dass Sonneneinstrahlung und Kühlbedarf nahezu zeitgleich steigen und fallen. Das Energieangebot der Sonne ist genau dann am größten, wenn auch der Energiebedarf für die Klimatisierung sein Maximum erreicht. Damit ist das Angebot-Nachfrage-Verhältnis beim solaren Kühlen noch günstiger als bei der Heizungsunterstützung mit Solarwärme.
Bisher wurde von Forschern und Unternehmen vor allem die solarthermisch unterstütze Kühlung vorangetrieben, aber auch fotovoltaische Lösungen sind mittlerweile möglich und können profitabel sein. Die Umwandlungseffizienz von elektrischer oder mechanischer Energie bei mechanischen Verdichtern ist höher als die von thermisch angetriebenen Kälteverfahren. Das kompensiert den vergleichsweise niedrigen energetischen Wirkungsgrad von Fotovoltaik-Anlagen.
Im Rahmen des Symposiums am Rande der Messe CEP, die vom 25. bis 27. Februar 2010 auf dem Stuttgarter Messegelände stattfindet, referieren zahlreiche Experten über Technologien, Marktchancen und Best-Practice-Beispiele rund um den Themenkomplex. Zwar können Gebäude in kalten und gemäßigten Zonen in den meisten Fällen noch ohne aktive Kühlung betrieben werden – eine intelligente Planung der Gebäudehülle hinsichtlich einer Minimierung externer Kühllasten vorausgesetzt. Doch gerade im Büro- und Gewerbebau, wo angenehm temperierte Räume nicht nur das Komfortgefühl, sondern auch die Arbeitsleistungen verbessern, sowie im Hotelbau, bei Krankenhäusern, im Museums- und selbst im gehobenen Wohnungsbau kommen unter dem Eindruck verschiedener sehr heißer Sommer in den vergangenen Jahren vermehrt Gebäudeklimatisierungen beziehungsweise -kühlungen zum Einsatz.
Hauptgründe hierfür sind neben wachsenden Komfortansprüchen architektonische Trends – beispielsweise Gebäude mit Glasfassaden sowie steigende interne Kühllasten aufgrund technisch aufwendiger Ausstattung. Der Höhepunkt der Nutzung von Klimaanlagen ist im Sommer, wobei gerade in Mittelmeerländern nicht selten durch den hohen Strombedarf der Anlagen die Kapazitätsgrenze der Stromnetze erreicht oder sogar überschritten wird.
Zur solaren Energieerzeugung für die Kühlung eignen sich sowohl Flachkollektoren als auch Vakuumröhren-Kollektoren. Eine pauschale Dimensionierung von Systemen zur solaren Kühlung ist aufgrund geringer Erfahrungswerte allerdings noch schwierig: Ökonomisch empfohlene solare Deckungsanteile liegen bei rund 75 Prozent der thermischen Antriebsenergie. Nicole Allè