Schon lange sucht die Solarthermie nach Möglichkeiten der Kostensenkung. Großes Potenzial versprechen dabei die Kunststoffkollektoren. Im Ersatz des bisher noch teuren Metalls und der derzeit verwendeten Solargläser sieht die Branche den Ausweg. Das die Verwendung von Polymeren tatsächlich die Kosten für die Kollektoren stark senken können, haben Wissenschaftler des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) jetzt nachgewiesen. Im Projekt ExKoll hat die Forschungsgruppe Gebrauchsdaueranalyse des Fraunhofer ISE die Wirtschaftlichkeit von Plastekollektoren untersucht. Das Ergebnis: Im Vergleich zu gängigen Flachkollektoren schneiden die Polymerkollektoren ökonomisch deutlich besser ab. Allerdings können die Hersteller die Kostenvorteile nur heben, wenn sie die Kollektoren in hoher Stückzahl herstellen. Dann jedoch können die Hersteller gegenüber den herkömmlichen Flachkollektoren in der Produktion 50 Prozent der Kosten einsparen. „Interessant ist dieses Ergebnis besonders für solche Unternehmen, die bereits in der Kunststofffertigung tätig sind und ihr Angebot um Kollektoren erweitern möchten.“, erklären die Freiburger Wissenschaftler.
Ökologischer Fingerabdruck erstellt
Die Forscher des Fraunhofer ISE wollten aber nicht nur wissen, ob die Plastekollektoren ökonomisch vorteilhaft sind. Vielmehr standen auch die ökologischen Vorteile im Mittelpunkt der Untersuchung. Dazu haben die Wissenschaftler sowohl Hochleistungs- als auch einfache Massenkunststoffe auf ihre Eignung für solarthermische Systeme untersucht. Dabei war die Erhöhung der Gebrauchsdauer und Zuverlässigkeit sowie eine Markt- und Wirtschaftlichkeitsanalyse für extrudierte Kunststoffkollektoren die Grundlage einer Lebenszyklusanalyse. Die Freiburger verglichen die Energie- und Rohstoffflüsse der vielversprechendsten Kollektorkonzepte mit denen eines konventionellen Flachkollektors mit Aluminium-Kupfer-Absorber. „Die Ergebnisse der Wirkungsabschätzung zeigen deutlich, dass die ökologische Umweltbelastung bei den untersuchten Kunststoffkollektoren geringer ist als bei einem vergleichbaren Standardflachkollektor“, fasst Michael Köhl, Projektleiter am Fraunhofer ISE, die Ergebnisse zusammen. „Wir konnten Differenzen von bis zu 65 Prozent feststellen.“
Um die ökologische Belastung bei der Herstellung von Flachkollektoren herauszubekommen, haben sie jeweils einen sogenannten ökologischen Fingerabdruck der verschiedenen Kollektortypen erstellt. Kriterien waren dabei die Humantoxizität, die Feinstaubbildung bei der Produktion, die Verwendung fossiler Rohstoffe sowie metallischer Rohstoffe und die Auswirkung auf den Klimawandel. Die Forscher fanden heraus, dass in allen Kategorien die herkömmlichen Kollektoren schlechter abschneiden als die Polymerkollektoren.
Polymerkollektoren auf dem Weg in den Markt
Bisher ist der Flachkollektor aus Kunststoff noch nicht auf dem Markt. Immerhin hat das österreichische Unternehmen Sunlumo schon einen Prototypen eines Polymerkollektors vorgestellt. Jetzt zieht auch der chinesische Hersteller von Haushaltsgeräten Haier nach. Auf der diesjährigen Wärme- und Sanitärmesse ISH in Frankfurt am Main werden die Chinesen einen Flachkollektor vorstellen, der vollständig aus Kunststoff besteht. Mit einem Gewicht von 17 Kilogramm wird er erheblich leichter sein als seine Konkurrenten mit Kupfer- oder Aluminiumabsorber. Haier verspricht eine Effizienz von 70 Prozent für seinen neuen Kusntstoffkollektor. Allerdings wird das Unternehmen den Kollektor erst im September dieses Jahres auf den Markt bringen.
Installationskosten senken
Bereits in der Serienfertigung befindet sich die Solbox des sächsischen Herstellers STI in Meerane. Das Unternehmen setzt an einer anderen Stelle an, um die Kosten für solarthermische Systeme zu senken. Denn die Solbox bringt alle Komponenten mit, die für eine Solarthermieanlage notwendig sind. Damit können die Installationskosten drastisch gesenkt werden. Der Monteur muss die Solbox nur noch mit den Kollektoren und dem Speicher verbinden, statt alle Komponenten einzeln zu verrohren. Zusätzlich dazu haben sie mit der Solbox die Planung der Systeme erheblich vereinfacht.
Einen ausführlichen Bericht über die Funktionsweise der Solbox lesen Sie in der kommenden Ausgabe von Erneuerbare Energien. (Sven Ullrich)
