Die besonders energieeffiziente solarthermische Gebäudeklimatisierung ermöglicht deutliche Ein­sparungen an Energiekosten bei der Klimatisierung von Kliniken, Krankenhäusern und großen Gebäude­komplexen.

Der Einsatz von mehrstufigen Absorptionskälteprozessen, gekoppelt mit der Nutzung von konzentrierender Hochtemperatur-Solarthermie, stellt solare Kälte im Sommer und solarthermische Wärme im Winter zur Verfügung. Mit einfacher Gebäude- und Systemintegration können die Systeme zur signifikanten Reduktion der Energiekosten beitragen.

Solarenergie und Green Buildings

Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten und im Trend zu „Green Buildings" gewinnt der Einsatz der Solarenergie mehr und mehr an Bedeutung. Die Kombination von konzentrierenden Hochtemperatur-Systemen mit besonders energieeffizienten mehrstufigen Absorptionsprozessen ermöglicht bei der solarthermischen Klimatisierung eine intelligente, effiziente und wirtschaftliche Energieversorgung, was bereits mit mehreren Anlagen erfolgreich nachgewiesen wurde.

Ein Energieversorgungskonzept zur Klimatisierung von Kliniken kann unterschiedliche Solartechnologien nutzen. Der Wirkungsgrad der Fotovoltaik, deren Module in den letzten Jahren immer kostengünstiger verfügbar wurden, bleibt nahezu konstant, sodass beispielsweise auf 800 m² Dachfläche mit ca. 90 W/m² Mittelwert lediglich 72 kW elektrische Leistung erreicht werden, die über einen elektrisch angetriebenen Kompressionskälteprozess ca. 165 kW Kälteleistung liefern. Auch Flachkollektoren zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitstellung liefern in unseren Breitengraden nicht die Energieeinsparungen, die für die Gebäudeversorgung erwünscht sind. Dagegen ermöglicht eine Nutzung von 80 m² Dachfläche mit konzentrierender Solarthermie die Installation von ca. 160 kW thermischer Kapazität für ca. 230 kW Kälteleistung.

Solare Klimatisierung

Die solare Klimatisierung, bei der die Sonne als Verursacher des Kältebedarfs jetzt als Energiequelle für die Kälteerzeugung genutzt wird, ist bereits Stand der Technik und im Mittelmeerraum und anderen Ländern mit hohem Angebot an Solarenergie auch ohne politische Förderungen wirtschaftlich. Es fallen keine Transport- oder Verteilungskosten für die Energieversorgung an, und aufgrund des fast zeitgleichen Angebotes und Bedarfes sind lediglich kleine Energiespeicher erforderlich. Zudem wird aufgrund des Energiekostenanstiegs, der steigenden Bedeutung einer sauberen und nachhaltigen Energieversorgung, der Notwendigkeit des Einsatzes regenerativer Energiequellen zur Erreichung der bereits gesteckten Klimaschutzziele und der Rahmenbedingungen wie der Energiewende hin zu innovativen Versorgungsstrukturen die Solarthermie gegenüber konventionellen Systemen immer wichtiger. An geeigneten Standorten wie in Süddeutschland und für Gebäude wie Kliniken, für die die Klimatisierung für den gesamten Sommer erforderlich ist, kann die solare Klimatisierung die Betriebskosten deutlich senken. Vor dem Hintergrund steigender Energiekosten wird die Zeitspanne, in der sich die Investition amortisiert, immer kürzer.

Technische und wirtschaftliche Daten

Krankenhäuser, Kliniken und andere Gebäude können durch geeignete Maßnahmen zur Reduktion des Kälte- und Heizbedarfes, wie den richtigen Einsatz von Licht, effizienter Elektronik, Wärme- und Kältedämmung, kontrollierte Lüftung etc., von Beginn an als energieeffiziente Gebäude gestaltet werden. Die Vorgehensweise, eine Anlage zur solaren Klimatisierung zu nutzen, beginnt mit der Analyse der verfügbaren Installationsflächen, wobei speziell in Leichtbauweise gefertigte Solarkollektoren auf Dächern oder als Parkplatzüberdachungen installiert werden können.

Am Beispiel eines Gebäudes in Süddeutschland, an dem ca. 1.000 W/m² jährliche solare Direktstrahlung genutzt werden können, werden Einsparungen von ca. 600.000 kWh elektrischer Energie und ca. 700.000 kWh Brennstoff erreicht. Die solarthermische Anlage besteht aus dem Kollektorfeld auf dem Gebäudedach (112 m x 51,5 m) mit insgesamt 276 Parabolrinnen-Solarkollektoren und der Maschinentechnik, von der die zweistufige, solarbetriebene Absorptionskältemaschine mit 1.400 kW Kälteleistung die wichtigste Komponente ist. Ein Kühlturm auf dem Gebäudedach führt die Prozesswärme ab.

Innovativer Entwickler

Dr.-Ing. Ahmet Lokurlu, Gründer und Geschäftsführer der Solitem, Aachen, wurde für die Entwicklung und Umsetzung der solarthermischen Klimatisierung mehrfach mit Innovationspreisen ausgezeichnet. Im Rahmen des diesjährigen Wümek - Kongress für Medizintechnologien und Energiewirtschaft in Kliniken, vom 11. bis 13. Juni in Würzburg, erläuterte er im Vortrag „Nutzung hoch effizienter solarthermischer Klimatisierung" die Einsatzmöglichkeiten und das Potential dieser innovativen Technologie in Kliniken, Krankenhäusern und großen Gebäudekomplexen.