Bisher wird die konzentrierende Solarthermie (concentrated solar power – CSP) als Domäne der großen Kraftwerke wahrgenommen. Dabei sind die Systeme durchaus auch im kleineren Maßstab wirtschaftlich und können Prozesswärme oder Kühlung für einzelne Unternehmen bereitstellen. Dass das funktioniert, hat der Freiburger Projektentwickler und Hersteller von Fresnelsystemen Industrial Solar gezeigt. Die Freiburger haben sich mit ihren CSP-Lösungen auf die Anwendung in der Industrie und bei Dienstleistern spezialisiert. Jetzt hat das Unternehmen eine solarthermische Kühlanlage für den südafrikanischen Mobilfunkanbieter Mobile Telefone Network (MTN) gebaut.
Heißes Wasser treibt Kühlanlage an
Die Fresnelkollektoren haben eine thermische Spitzenleistung von 272 Kilowatt und sind mit dem Kältenetz der MTN-Zentrale in Johannesburg verbunden. Das Kollektorfeld erhitzt das in den Rohrleitungen fließende Druckwasser auf 185 Grad. Mit dem heißen Wasser wird eine zweistufige Absorptionskältemaschine mit einer Kühlleistung von 330 Kilowatt angetrieben. Dabei entsteht die Kälte, indem in einem thermischen Verdichter das Kältemittel in einem zweiten Stoff absorbiert und hinterher bei hohen Temperaturen wieder desorbiert wird. In einem Verdampfer wird ein Kältemittel verdampft und entzieht dabei dem Kühlsystem des Headquarters von MTN Wärme. Dabei muss der Druck im Verdampfer möglichst niedrig bleiben. Deshalb wird das verdampfte Kältemittel aus dem Verdampfer in eine Salzlösung geleitet, die es absorbiert. Damit die Salzlösung nicht mit dem Kältemittel sättigt und der Prozess damit stoppt, muss sie entsprechend „gereinigt“ werden. Das geschieht mit dem heißen Druckwasser aus dem Kollektorfeld. Enthält die Salzlösung kein Kältemittel mehr, wird sie in den Kreislauf zurückgepumpt und kann wieder Kältemittel aus dem Verdampfer aufnehmen.
Zwar betreiben die Südafrikaner noch fossil angetriebene Gasturbinen. Diese nutzen sie aber nur noch als Back-up-System. „Die meisten Kunden brauchen eine solche Back-up-Lösung, damit sie auch Energie haben wenn es regnet, wenn es dunkel ist oder im Winter“, erklärt Christian Zahler, Geschäftsführer von Industrial Solar gegenüber dem Onlineportal Solarthermal World. „Deshalb müssen wir die Systeme mit fossil beheizten Kesseln kombinieren. Das ist sehr anspruchvoll und macht viel Arbeit bei der Planung.“
Gas- und Stromverbrauch sinkt rapide
Dass sich der Aufwand für den Kunden lohnt, wissen die Südafrikaner. MTN kann mit der solarthermischen Kühlung sowohl den Verbrauch von teurem Gas als auch den Ausstoß von Treibhausgasen deutlich reduzieren. Schließlich laufen die Gasbrenner jetzt nur noch selten. In den Stunden, in denen die Tage am heißesten sind, sorgt die Solaranlage komplett für die erforderliche Kühlung. „MTN ist sich über die Auswirkungen der globalen Erwärmung und deren negativen Auswirkungen auf die Schwellenländer, einschließlich Südafrika bewusst“, erklärt Zunaid Bulbulia, Geschäftsführer von MTN South Africa.“ Wir entwickeln kontinuierlich Möglichkeiten, um die Auswirkungen unserer Aktivitäten auf die Umwelt zu verbessern. Diese Initiative wird sowohl unsere CO2-Bilanz verbessern als auch unseren Stromverbrauch deutlich reduzieren und somit zusätzliche Kapazitäten für das nationale Netz freisetzen.“
Südafrika ist ein Markt mit Potenzial
Südafrika ist für die solare Kühlung oder solare Prozesswärme ein Markt mit riesigem Potenzial. Die Sonneneinstrahlung ist hoch. Industrial Solar rechnet für seine Anlage mit jährlich 2.300 Kilowattstunden pro Quadratmeter. Das ist nahezu doppelt so viel wie in den besten Regionen Deutschlands. Die hohe Sonneneinstrahlung sorgt nicht nur für großen Kühlbedarf, sondern auch dafür, dass die Kühlung mit konzentrierenden solarthermischen Anlagen effektiv umgesetzt wird. Bisher ist die solare Kühlung in Südafrika noch nicht weit verbreitet. Doch die Exportinitiative Erneuerbare Energien rechnet damit, dass auch ohne Subventionen die Solartechnik konkurrenzfähig ist. Schließlich steigen auch in Südafrika die Energiepreise und die Systemkosten sinken weiter. Das sorgt für eine steigende Wirtschaftlichkeit von Solaranlagen.
