IEA SHC Task 53: Solar Energy Papers (2018)

10 key principles for successful solar air conditioning design – A compendium of IEA SHC Task 48 experiences

Die Ergebnisse vergangener und laufender Aktivitäten in aufeinanderfolgenden IEA-SHC-Tasks (Solar Heating and Cooling) lassen ein enormes Potenzial für solare Kühltechnologien zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen erkennen. Die solarthermische Kühlung steht jedoch immer noch vor der Hürde, sich als wirtschaftlich wettbewerbsfähige Lösung herauszustellen. Der IEA SHC Task 48 wurde eingeführt, um Erkenntnisse aus bestehenden Installationen zu sammeln und technologische und Marktlösungen zu finden, die es der Industrie ermöglichen könnten, solarthermisch betriebene Heiz- und Kühlsysteme bereitzustellen, die effizient, zuverlässig und kostengünstig sind.

Die ausgewählten Erfahrungen dieser Forschungsaktivitäten wurden in 10 qualitativen Schlüsselprinzipien für den erfolgreichen Entwurf und Betrieb von SHC-Systemen zusammengefasst. Drei bestehende Systeme werden in einem Solar Cooling Design Guide (Mugnier, Neyer, White, 2017) ausführlich behandelt. Das vorliegende Paper zielt darauf ab, diese Schlüsselprinzipien in ihrem allgemeinen Format vorzustellen. Der Hintergrund der qualitativen Aussagen wird erläutert, mit Beispielen aus dem Kontext von Task 48 & 53 ergänzt und mit neuerer Literatur verglichen. Darüber hinaus wurde eine Umfrage unter SHC-Experten durchgeführt, die eine Einschätzung der Wichtigkeit der Prinzipien liefern.

Das Ergebnis zeigt, dass alle Prinzipien ihre Berechtigung haben. Es stellt sich jedoch heraus, dass es drei Hauptkategorien von Grundsätzen gibt: (i) wesentlich, (ii) wichtig und (iii) umstritten. Das Befolgen der Schlüsselprinzipien ist keine Garantie, kann jedoch Forscher, Designer und Bauunternehmer bei der erfolgreichen Implementierung von Solarheiz- und -kühlsystemen unterstützen.

Technical and economic assessment of solar heating and cooling – Methodology and examples of IEA SHC Task 53

Die Bewertung der Performance von Solaren Heiz- und -kühlsystemen in einem allgemeinen vergleichbaren Format wird durch die zahlreichen alternativen Energiequellen und Auslegungsmöglichkeiten erschwert. Im Rahmen des IEA SHC Task 53 wurde eine verallgemeinerte technische und wirtschaftliche Bewertungsmethode entwickelt und getestet. In diesem Paper werden die wichtigsten Fakten für die Bewertung zusammengefasst und die Bewertung anhand von zwei simulierten Fällen einschließlich der Sensitivitätsanalyse der Hauptrandbedingungen dargestellt.

Ein Fall ist der Vergleich einer Luft-Wasser-Wärmepumpe mit einer Photovoltaik- und Solarthermieunterstützung für ein kleines Mehrfamilienhaus in Madrid. Der zweite Fall ist der Vergleich einer solarthermisch angetriebenen Absorptionskältemaschine mit einem photovoltaikgestützten Wärmepumpensystem für ein Hotel mit hohem Warmwasserbedarf in Innsbruck.

Die Sensitivitätsanalyse zeigt, dass Photovoltaik- und Solarthermieanlagen die gleichen Trends aufweisen. Zunächst müssen niedrigere Investitionskosten abgeleitet werden, gefolgt von der Effizienz des Systems. Kostenwettbewerbsfähigkeit ist für beide Technologien mit geeigneten Systemdesign- und Steuerungsstrategien erreichbar.