Innovation & Forschung
Sonne kann Lebensmittel kühlen
Technisch ist es kein Problem, die Energie der Sonne zur Kühlung von Lebensmitteln wie etwa Milch und Wein einzusetzen. Das hat nun erstmals ein internationales Forscherteam am Beispiel einer tunesischen Winzerei und einer marokkanischen Molkerei gezeigt. "Solare Kühlung könnte in Zukunft im Agrarbereich, jedoch auch in der Chemie- und Kosmetikindustrie eingesetzt werden", so Tomas Nunez, Forscher am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE.
18.05.2010
Die blauen Kollektoren (vorne) kühlen die Weintanks (hinten). Foto: ISE Fraunhofer
Technisch nutzt der Prototyp eine Abwandlung einer gasbetriebenen Kältemaschine. Konzentrierende Kollektoren richten dabei Sonnenlicht durch Spiegel auf einen Absorber, in dem sich Wasser auf 200 Grad erhitzt. Diese hohe Temperatur ist nötig, um bei heißem Wetter eine ausreichende Differenz zum Außenklima zu schaffen und eine Kältemaschine anzutreiben. Im Unterschied zu konventionellen Kühlschränken, bei denen man mit Strom Kälte erzeugt, wird hier Heißwasser zur Kälteerzeugung eingesetzt.
Schon bisher wurde in der Gebäudetechnik solare Kühlung eingesetzt. "Während für das Raumklima eine Kältewasser-Temperatur von 15 Grad Celsius reicht, ist die Lebensmittelkühlung anspruchsvoller", erklärt Nunez. Temperaturen von fünf Grad bis zum Gefrierpunkt müssen erreicht werden, weshalb in der Kältemaschine eine Wasser-Ammoniak-Lösung eingesetzt wird. Das Zielprodukt ist ein kaltes Wasser-Glykol-Gemisch, das bei Temperaturen unter Null Grad das Einfrieren vermeidet. Diese Lösung lagert in Kältespeichern und wird durch einen Wärmetauscher gepumpt, in dem die zu kühlende Flüssigkeit - beim Demonstrationsbeispiel Milch oder Wein - lagert.
Nachtstunden erfordern eigene Lösung
Die Kälte steht bei diesem Mechanismus immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint. Zur Überbrückung der finsteren Zeiten kann Kälte in einem Kältespeicher gespeichert werden. Ein sehr großer Kältespeicher für längere Schlechtwetterperioden ist allerdings wirtschaftlich oft nicht sinnvoll, so Núñez. "Für die Nachtstunden könnte man entweder die Lebensmittel selbst mit entsprechender Isolierung als Kältespeicher verwenden. Oder man verwendet ein konventionelles Backup-System." Somit müsse die Solaranlage nicht so groß dimensioniert werden.
Wenn somit auch der Nachweis der Eignung der Technik für Lebensmittel erbracht wurde, zählt sie Nunez derzeit noch als Nischenanwendung. "Die Anlage ist noch nicht wirtschaftlich und zahlt sich erst in Jahrzehnten ab, falls Förderungen ausbleiben", so Nunez. Anders sei dies, falls die Nachfrage steige und Serienproduktion ermögliche. Zur Anwendung würde die Technik aufgrund ihrer Kollektoren allein im Industriemaßstab kommen. "Die getestete zwölf-Kilowatt-Anlage war am unteren Größenlimit. Effektiver wäre mindestens die doppelte Kühlleistung."
Schon bisher wurde in der Gebäudetechnik solare Kühlung eingesetzt. "Während für das Raumklima eine Kältewasser-Temperatur von 15 Grad Celsius reicht, ist die Lebensmittelkühlung anspruchsvoller", erklärt Nunez. Temperaturen von fünf Grad bis zum Gefrierpunkt müssen erreicht werden, weshalb in der Kältemaschine eine Wasser-Ammoniak-Lösung eingesetzt wird. Das Zielprodukt ist ein kaltes Wasser-Glykol-Gemisch, das bei Temperaturen unter Null Grad das Einfrieren vermeidet. Diese Lösung lagert in Kältespeichern und wird durch einen Wärmetauscher gepumpt, in dem die zu kühlende Flüssigkeit - beim Demonstrationsbeispiel Milch oder Wein - lagert.
Nachtstunden erfordern eigene Lösung
Die Kälte steht bei diesem Mechanismus immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint. Zur Überbrückung der finsteren Zeiten kann Kälte in einem Kältespeicher gespeichert werden. Ein sehr großer Kältespeicher für längere Schlechtwetterperioden ist allerdings wirtschaftlich oft nicht sinnvoll, so Núñez. "Für die Nachtstunden könnte man entweder die Lebensmittel selbst mit entsprechender Isolierung als Kältespeicher verwenden. Oder man verwendet ein konventionelles Backup-System." Somit müsse die Solaranlage nicht so groß dimensioniert werden.
Wenn somit auch der Nachweis der Eignung der Technik für Lebensmittel erbracht wurde, zählt sie Nunez derzeit noch als Nischenanwendung. "Die Anlage ist noch nicht wirtschaftlich und zahlt sich erst in Jahrzehnten ab, falls Förderungen ausbleiben", so Nunez. Anders sei dies, falls die Nachfrage steige und Serienproduktion ermögliche. Zur Anwendung würde die Technik aufgrund ihrer Kollektoren allein im Industriemaßstab kommen. "Die getestete zwölf-Kilowatt-Anlage war am unteren Größenlimit. Effektiver wäre mindestens die doppelte Kühlleistung."
Quelle: UD / pte
