IEA SHC Task 53: Neue Generation Solares Kühlen und Heizen

Im Rahmen der IEA SHC Task 53 ‘New Generation (NG) Solar Cooling & Heating Systems’ wurden solarelektrische bzw. solarthermische Kühl- und Heizsysteme untersucht. Wesentliches Ziel war die Entwicklung und Dokumentation von zuverlässigen und wirtschaftlichen NG-Systemlösungen. Ein umfassender Vergleich unterschiedlicher NG-Systeme sowie die Ausarbeitung von Unterstützungsmaßnahmen zur Markteinführung sind Kernergebnisse der internationalen Kooperation.

Kurzbeschreibung

Hintergrund

Der Studie 'The Future of Cooling' [OECD/IEA 2018] zu Folge wächst der Energiebedarf zur Raumklimatisierung rascher als jeder andere Endenergiebedarf im Gebäudesektor. Im Zeitraum von 1990 bis 2016 hat sich der globale weltweite Energieverbrauch auf über 2000 TWh verdreifacht. Wird nicht entsprechend gegengesteuert, soll sich der Energiebedarf für Klimatisierung bis 2050 weiter verdreifachen. Man geht davon aus, dass die drei Länder Indien, Indonesien und China bis 2050 etwa die Hälfte des gesamten weltweiten Zuwachses von Klimaanlagen (ACs) verantworten. Schätzungsweise werden bis 2050 über 2 Milliarden ACs in China und Indien installiert.

Solare Klimatisierung (SAC) stellt eine wirksame technische Alternative dar, um sowohl den Raumkomfort für die Menschen zu verbessern als auch den Ressourcenverbrauch sowie die CO2-Emissionen durch den Einsatz erneuerbarer Energie wirksam zu reduzieren.

Inhalte und Zielsetzungen

Der SHC Task 53 ist als wertvolle Weiterentwicklung der vorangegangenen Arbeitsgruppen der SHC Task 38 (Solar Air-Conditioning and Refrigeration) [task38] und SHC Task 48 (Quality Assurance & Support Measures for Solar Cooling Systems) [task48] gestaltet. Die internationale Arbeitsgruppe beforschte erstmalig sowohl solarthermisch als auch solarelektrisch angetriebene Kühl- bzw. Klimatisierungsverfahren im kleineren Leistungsbereich (kleiner 100 kW thermisch).

Ergebnis der Kooperationsgemeinschaft SHC Tasks 53 sind eine Reihe von Unterlagen, Leitfäden und Werkzeugen, die Marktakteure unterstützen, um qualitativ hochwertige, langlebige und zuverlässige solare Kühl- und Heizsysteme umzusetzen.

Methodische Vorgehensweise

In Kooperation mit insgesamt 22 Organisationen (Forschungsinstitute, Universitäten und Unternehmen) aus zehn Ländern wurden im IEA SHC Task 53 zahlreiche Themen behandelt und in Ergebnisberichten veröffentlicht. Die österreichischen Teilnehmer haben maßgeblich Koordinations- und Leitungsaufgaben übernommen und konnten die Inhalte mitgestalten. Basierend auf den Erkenntnissen und Erfahrungen aus nationalen und internationalen Projekten zum Thema ‚Solares Kühlen und Heizen' und ‚Photovoltaik' brachten die österreichischen Partner ihre jeweilige Expertise ein. Einerseits wurden relevante Informationen und Ergebnisse aufbereitet und zur Verfügung gestellt und andererseits wurden Methoden zur standardisierten Langzeitbeobachtung, zur Bewertung und Analyse des energetischen, ökologischen und wirtschaftlichen Betriebsverhaltens auf Basis von Mess- und Simulationsdaten entwickelt und angewendet.

Die österreichischen Teilnehmer des IEA SHC Task 53 arbeiteten an der aktiven Verbreitung der wesentlichen Erkenntnisse in Österreich. Dazu wurde unter anderem ein nationaler Workshop im Oktober 2018 in Graz durchgeführt.

Ergebnisse und Schlussfolgerungen

Zahlreiche Ergebnisberichte und Dokumente sind auf der offiziellen Website der SHC Task53 (http://task53.iea-shc.org/) veröffentlicht. Signifikante österreichische Beiträge sind in den folgenden Ergebnisberichten zu finden:

D_A.1 Definition of the existing cooling reference systems
D_A.2 State of the art of new generation commercially available products
D_A.4 Report on a new and universal classification method "new generation solar cooling square view" for generic systems
D_B.2 Netzfreundliche SHC-Systeme
D_C.2 Adapted Monitoring Procedure of New Generation Solar Heating & Cooling Systems
D_C.3 T53E4 Tool – To Assess a System's Technical and Economic Potential
D_C.4 Monitoring data analysis on technical issues & on performances
Position Paper - Solar Heating and Cooling & Solar Air-Conditioning [PosPaper 2018]

Durch die Anwendung der Unterstützungsmaßnahmen und Werkzeuge kann es gelingen, die Verbreitung der Technologie des solaren Kühlens und Heizens - mit über den Lebenszyklus der Anlagen stark reduziertem fossilem Primärenergieaufwand - deutlich zu forcieren.

Aufgrund der finanziellen Unterstützung durch das BMVIT konnte Österreich im Forschungs- und Entwicklungsbereich zur Systemtechnologie ‚Solares Kühlen und Heizen' die entwickelte Expertise weiter ausbauen und die Mitarbeiter der nationalen Forschungseinrichtungen sind angesehene und willkommene Partner auf internationaler und europäischer Ebene.

Test-Mock-Up der COOLSKIN-Fassade (Quelle: TU Graz) (TU Graz)

Publikationen

Im Rahmen der IEA SHC Task 53 "New Generation (NG) Solar Cooling & Heating Systems" wurden solarelektrische bzw. solarthermische Kühl- und Heizsysteme untersucht. Wesentliches Ziel war die Entwicklung und Dokumentation von zuverlässigen und wirtschaftlichen NG-Systemlösungen. Ein umfassender Vergleich unterschiedlicher NG-Systeme sowie die Ausarbeitung von Unterstützungsmaßnahmen zur Markteinführung sind Kernergebnisse der internationalen Kooperation. Schriftenreihe 3/2020
T. Selke, M. Rennhofer, D. Neyer, A. Thür, R. Köll
Herausgeber: BMK
Deutsch, 61 Seiten

Endbericht (pdf, 1.92 MB)

Projektbeteiligte

Teilnehmende Staaten

Australien, China, Deutschland, Frankreich, Italien, Österreich, Schweden, Schweiz und Spanien

Kontaktadresse

Tim Selke
AIT Austrian Institute of Technology GmbH
Donau-City-Str. 1, 1220-Wien
E-Mail: tim.selke@ait.ac.at

Rebekka Köll
AEE – Institut für Nachhaltige Technologien
Feldgasse 19, 8200 Gleisdorf
E-Mail: r.koell@aee.at

Alexander Thür
Universität Innsbruck, Institut für Konstruktion und Materialwissenschaften, Arbeitsbereich Energieeffizientes Bauen (UIBK)
Technikerstraße 13, 6020 Innsbruck
E-Mail: Alexander.Thuer@uibk.ac.at