Foto: privat Wolfgang Striewe, Dipl.-Ing. (FH) Regenerative Energy, Industrial Solar Gebäudeplanung Building Planning 1/2014 41 H.P.TEGGE LICHT UND WERBUNG betrieben werden. Für Tem-peraturen über 130°C werden konzentrierende Kollektorsys-teme wie Fresnel-Kollektoren und Parabolrinnen-Kollekto-ren eingesetzt. Aufgrund sei-nes hohen Flächenwirkungs-grades, seiner besonders gu-ten Eignung für eine Montage auf Flachdächern und den ge-ringen Betriebskosten ist der Fresnel-Kollektor für Prozess-wärme besonders geeignet. Das Potenzial ist da, die Tech-nologie ist erprobt, für die verschiedenen Temperaturni-veaus gibt es etablierte Anbie-ter mit technisch ausgereiften Lösungen und attraktive Ren-diten können erzielt werden. Gleichwohl ist bisher keine starke Marktdurchdringung erreicht worden. Von den 245.1 GWth installierter Leis-tung solarthermischer Kollek-toren weltweit sind weniger als 1 % in industrielle Prozes-se integriert. Eine bedeuten-de Herausforderung, der sich die Solarbranche stellen muss ist dabei das Bewusstsein für die Möglichkeiten solarer Prozesswärme. In Privathaus-halten ist die Installation von thermischen Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung Stan-dard. Für industrielle Anwen-dungen gibt es bisher wenige Beispielanlagen. Das Poten-zial der thermischen Solar-energie zu nutzen wird häufig nicht erwogen. Dabei können mit solarthermischen Anlagen in industriellen Anlagen Nut-zungsgrade von über 60 % er-reicht werden. Der Systemnut-zungsgrad einer Solaranlage ist der Anteil, der auf die Kol-lektoroberfläche eingestrahl-ten Solarstrahlungsenergie, die dem Prozess als nutzbare Energie 27239 zugeführt TWISTRINGEN wird. Zum Vergleich:LANGE PV-REEGE Anlagen 16 weisen üblicherweise TELEFON 04243/Nutzungsgrade 3091 von ca.TELEFAX 15 %04243/ auf. 3093 Chancen in der Fleischindustrie Ein großer Anteil der gesam-ten industriellen Prozesswär-me befindet sich in einem Temperaturbereich, der mit thermischen Solarkollektoren erreicht werden kann. Ein be-sonders großes Potenzial so-larer Prozesswärme wird der Lebensmittel- und Fleisch-In-dustrie zugeschrieben. Inner-halb der Lebensmittelindust-rie belegt die Fleischindustrie mit einem Endenergiever-brauch von 6,8 TWH/a den dritten Platz. Davon wird 65 % in Form von Wärme benötigt. Je nach Betriebsgröße werden 0,7 bis 1,3 kWh Wärme pro kg Fleisch aufgewendet. Da in großen Schlachtanlagen häufig Dampfnetze eingesetzt werden sind Fresnel-Kollekto-ren für den Einsatz in solchen Betrieben besonders geeignet. Mit diesen Kollektoren kann Dampf erzeugt werden. Die technische und wirtschaftliche Machbarkeit muss im Detail für den jeweiligen Standort und die jeweilige Anlage un-tersucht werden. Fresnel-Kollektor Fresnel-Kollektoren konzen-trieren mit Hilfe von Spie-geln Sonnenstrahlen auf ein Absorberrohr und erzeugen so thermische Energie im Be-reich von 100 bis 400°C. Die Kollektorsysteme können mo-dular über einen weiten Leis-tungsbereich einsetzt werden. So lassen sie sich flexibel an bestehende Dampfnetze an-koppeln. Anwednung finden diese Kol-lektoren für sehr unterschied-liche Prozesse. Zuletzt wurde eine Anlage in Betrieb genom-the company becomes more independent from increasing energy costs. 2. Environmentally friendly so-lution. By saving fossil energy sources, CO2-emissions are re-duced. 3. Clean air. If less fossil fuels such as fuel oil are burned, less pollutants are emitted. Different technologies Depending on the required tem-peratures, different collectors are used for the production of process heat (see table). Flat-plate and evacuated tube col-lectors can achieve adequate efficiency factors for tempera-tures ranging between 100°C and 130°C. Concentrating col-lector systems such as Fresnel-collectors and parabolic trough concentrators are used for tem-peratures above 130°C. Thanks to their high surface efficien-cy ratio, their easy installation on flat roofs and low operating costs, Fresnel collectors are es-pecially suitable for the gener-ation of process heat. The potential is there, the tech-nology has been tested, and there are reliable suppliers of collectors covering different temperature levels. Finally, there is the opportunity for at-tractive yields. Nevertheless, market penetration has up to now been very weak. From a total of 245.1 GWth of solar-thermal output worldwide, less than 1% is produced by collec-tors integrated in industrial pro-cesses. An important challenge the solar industry is facing right now is the need to inform about the opportunities the genera-tion of solar process heat offers. In private households thermal heat installations producing hot water have become a standard. However, there are only a few examples for industrial appli-cations. Often the potential of solar-thermal energy isn‘t even considered, although solar-ther-mal collectors used for indus-trial purposes can reach normal supply levels of more than 60%. The system utilisation rate of a solar collector unit corresponds to the irradiance energy re-ceived by the collector surface, which can be transformed into usable energy. A comparison: PV-collectors usually have a uti-lisation rate of approx. 15% Opportunities A large share of total industrial process heat requires tempera-tures that can be produced by solar collectors. An especially high potential for solar process heat is assigned to the food and meat producing industry. With an energy consumption of 6.8 TWH/a, the meat indus-try ranges on a third place of major energy consumers in the food producing industry. 65% of which are used in the form of heat. Depending on company size, 0.7 to 1.3 kWh of heat are required per kg of meat.
FT_01_2014
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