Heute hau’n wir auf die Pauke! Denn die Ritter Gruppe, die – wie Ihr längst wisst – auch hinter unserem Blog steht, hat den diesjährigen OTTI-Innovationspreis gewonnen. Und zwar für ein Solarprojekt. Grund genug für uns, das ausgezeichnete Projekt vorzustellen. So viel vorweg: Solarthermie macht jetzt auch Dampf und wir kommen gar nicht nach mit der Berichterstattung über die Preise, die das Projekt einfährt :-).

Fünf Unternehmen sind mit insgesamt sieben Bewerbungen angetreten, um den diesjährigen OTTI-Innovationspreis 2015 zu bekommen. Bei allen Bewerbungen handelte es sich um Produkte beziehungsweise Anwendungsmöglichkeiten, die zur Förderung der Solarthermie beitragen sollen. Der Preis wird jedes Jahr im Rahmen des drei Tage andauernden Symposiums „Thermische Solarenergie“ verliehen, das im Bad Staffelsteiner Kloster Banz stattfindet. Ich hatte vorab schon den Gastgeber der Veranstaltung, Prof. Dipl.-Phys. Matthias Rommel, interviewt. Wer also mehr zu OTTI lesen will, kann sich hier informieren.

OTTI Preis 2015 für Ritter Solar XL

Für Ritter Solar XL nehmen den OTTI Preis 2015 entgegen (von links): Thomas Weidemann, Leiter zentrales Produktmanagement Solar und Speicher der Ritter Gruppe, Jürgen Korff, Geschäftsführer der Ritter Energie- und Umwelttechnik GmbH, und Dr. Rolf Meißner. Foto: Ritter Solar XL.

Solarthermie macht jetzt auch in Dampf!

Ritter ging mit einem Projekt ins Rennen um den OTTI-Preis, das eine klimaneutrale Gebäudekühlung mithilfe von Vakuum-Röhrenkollektoren mit Plasmatechnologie und einer Dampfstrahlkältemaschine (DSKM) realisiert. Wobei ich dazu schreiben muss, dass das Sieger-Projekt eine Kooperation mit der Hochschule Karlsruhe, dem Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik (UMSICHT) in Oberhausen und dem Ettlinger Prozesstechnikunternehmen GEA Wiegand ist. Und nicht nur das: Es befindet sich zudem auf den Dächern der Hochschule in Karlsruhe bereits in der Testphase.

Die Jury befand, dass das Ritter-Projekt wegen

  • der hohen innovatorischen Leistung der verwendeten Vakuum-Röhrenkollektoren mit Plasmatechnologie,
  • der damit einhergehenden Erschließung eines neuen Marktsegments für die Solarthermie
  • sowie der hohen CO2-Einsparung

ganz oben auf’s Siegertreppchen gehört.

So sieht ein Sieger aus: Das Ritter-Projekt „Prozessdampf mit Solarthermie – Sonnenlicht kühlt Hochschule in Karlsruhe“

Ritter macht Dampf

Schema: Dampferzeugung.

Ich erinnere mich noch gut an meine Studienzeit: Volle Hörsäale, schlechte Luft waren an der Tagesordnung. Während man in überheizten Räumen im Winter ökologisch inkorrekt die Fenster aufriss, um gesundheitlich korrekt für mehr Sauerstoff und kühle Köpfe zu sorgen, machen offene Fenster im Hochsommer nicht viel Sinn. Draußen ist’s dann oft noch heißer als drinnen.

Gebäudeklimatisierung dagegen macht Sinn, gleichwohl sie schlecht gemacht auch ökologisch bedenklich und kostenintensiv ist. Gemeinsam mit den eingangs schon genannten Partner realisierte Ritter jedoch ein wissenschaftliches Pilotprojekt, bei dem eine klimaneutrale Gebäudekühlung mithilfe von Vakuum-Röhrenkollektoren und einer Dampfstrahlkältemaschine erzielt wird (BMBF Förderzeichen 033RI0908B). Als Standort dienen dem Pilotprojekt die Dächer der Hochschule Karlsruhe.

Und das, meine Lieben, ist weltweit bisher einmalig. Genau: Paukenschlag!

Nun mag der eine oder andere von Euch sagen, dass die Idee, mit einer Dampfstrahlkältemaschine Dampf zur Kühlung zu nutzen, alles andere nur nicht neu sei. Stimmt. Aber bisher dienen als Energiequellen:

  • Erdgas,
  • Kohle,
  • Abwärme
  • oder Öl.

Anders in Karlsruhe. Dort macht nun eine Solarthermie-Anlage so viel Dampf, dass sich damit eine Dampfstrahlkältemaschine betreiben lässt. Die Ritter-Hochleistungskollektoren liefern im Sommer den emissionsfreien Prozessdampf durch sogenannte Direktverdampfung im Kollektorfeld. Der Dampf wird zur antreibenden Energie, um in der DSKM kaltes Wasser zu erzeugen.

Das heißt, die Solarwärme wird dann effektiv genutzt, wenn sie am meisten vorhanden ist: im Sommer.

Es heißt nicht, dass die Anlage im Winter nutzlos ist. Im Gegenteil: Auch dann liefert sie einen wichtigen Mehrwert. Denn für den Einsatz in Kombi mit der Dampfstrahlkälte verbesserte Ritter Dämmung und Strömungsführung der Dampferzeugung seiner Sonnenkollektoren. So ist eine einzige Anlage in der Lage, Prozessdampf und Warmwasser zu erzeugen. Sie mache den Gebrauch solarer Energie damit so flexibel wie nie zuvor, sagt Ritter.

Seit Ende 2013 sitzen 80 Vakuum-Röhrenkollektoren mit Plasmatechnologie von Ritter (Gesamtfläche: 400 Quadratmeter) auf dem Scheddach des Laborgebäudes Bauwesen der Hochschule Karlsruhe Technik und Wirtschaft. Nur noch mal, um das ganz klar zu schreiben: Das ist das erste Mal überhaupt, dass eine große Solarfläche mit einer Dampfstrahlkältemaschine kombiniert worden ist.

Alexander Jandrey, Projektleiter bei Ritter XL Solar sagt: „An der Hochschule Karlsruhe haben wir optimale Bedingungen vorgefunden. Nicht nur, dass das Scheddach nach Süden ausgerichtet ist, auch die 30-Grad-Neigungen der Dächer sind ideal, um möglichst viel Sonne einzufangen.“

Die Kombi aus Sonnenkollektoren und Dampfstrahlkältemaschine verspricht Ritter zufolge einen sehr hohen Wirkungsgrad. Der käme demnach ganz recht,  denn jährlich würden „in Deutschland circa 200 Petajoule (PJ) Prozesswärme in Form von Dampf verbraucht. Würden davon allein fünf Prozent durch solar erzeugten Dampf ersetzt, könnten so beispielsweise 300 Millionen Liter Öl oder 940.000 Tonnen CO2 im Jahr eingespart werden – ein Potenzial, das unbedingt genutzt werden sollte“.

Zeit für den nächsten Paukenschlag, oder?

Im Sommer wird gekühlt, im Winter geheizt

Die Pilot-Anlage wird mit Sonnenenergie betrieben und kühlt das Gebäude an heißen Tagen. „Daraus ergibt sich auch das Geniale an der Installation“, schwärmt Alexander Jandrey. „Je heißer der Sommertag ist, desto mehr Energie erhält die Maschine für die Kühlung. Das spart Ressourcen und Kosten.“

Die Kollektoren mit Plasmatechnologie erschließen laut Ritter so ein neues Marktsegment. Denn da sie selbst aus diffuser Sonnenstrahlung die maximale Energie ziehen könnten, erreichten sie die ausreichend hohen Betriebstemperaturen von rund 140 Grad Celsius, um die DSKM anzutreiben – auch in gemäßigten Zonen.

Rohrbrücke zum Technik-Container

Rohrbrücke zum Technik-Container

Und weil die Ritter-Kollektoren mit einfachem Wasser ohne Glykol als Wärmeträger (Fluid) arbeiten, sei auch eine Überhitzung ausgeschlossen. Schäden durch Stagnation werde so vorgebeugt. Die Kollektoren in der Karlsruher Anlage liefern laut Ritter mindestens 160 Megawattstunden Wärmeenergie im Jahr – unter günstigen Bedingungen sogar 178 Megawattstunden.

Um die Anlage effizient zu betreiben, werde die produzierte Wärme oder Kälte bei Überschuss gespeichert: in einem an der Hochschule Karlsruhe entwickelten Latentwärmespeicher auf Polyethylen-Basis. Der Kunststoff schmelze zwischen 125 und 135 Grad Celsius und diene laut Ritter so als thermischer Akku. Und ein latenter Kältespeicher bewahre die überschüssige Kälte in einem Tank mit einem Paraffin-Wasser-Medium. Dessen Speicherkapazität sei demnach höher als die herkömmlicher Wasserspeicher.

Pilotprojekt soll Schule machen

Die erfolgreich kombinierten Technologien des Pilotmodells von Ritter & Co. könnten die solare Prozesswärme auch für sogenannte Dampfabnehmer aus den Bereichen

  • Lebensmittelerzeugung,
  • chemische Industrie,
  • Wärmeversorgung,
  • industrielle Reinigung
  • oder eventuell auch für die Stromversorgung

interessant machen. So hätten beispielsweise Hotels in Lagen wie an der Mittelmeerküste einen hohen Solarertrag und gleichzeitig einen hohen Kühlbedarf.

Und was macht Ritter jetzt, wo der OTTI-Preis errungen wurde? Bis zur Marktreife arbeite man weiter daran, die Sonnenkollektoren für den neuen Einsatzbereich zu optimieren, sagte man mir auf meine Nachfrage.

Wenn das keinen Paukenschlag wert ist …

Fotos (4): Ritter Solar XL