IEA SHC Task 54: Preisreduktion von solarthermischen Systemen

IEA SHC Task 54 war ein interdisziplinäres Projekt mit dem Ziel der Preisreduktion von thermischen Solaranlagen. 40% niedrigere Endkundenpreise sollten durch vereinfachte plug&play-Systeme, standardisierte Komponenten und kostengünstigere Materialien und Prozesse erreicht werden.

Kurzbeschreibung

Weltweit lagen die Wachstumsraten der Solarthermie in der letzten Dekade bei über 10%. Seit 2010 war jedoch ein kontinuierlicher Rückgang der Wachstumsrate auf 4% für 2016/17 feststellbar. Zudem kam es zu einer signifikanten Verschiebung in der Markt- und Wachstumsrelevanz solarthermischer Systeme. Während der Anteil nicht-gepumpter Systeme für die Warmwasserbereitung anstieg, kam es bei gepumpten Systemen, insbesondere in Europa, zu Marktrückgängen. In Fachkreisen ist es anerkannt, dass eine Neubelebung des Solarthermiemarktes nur durch eine signifikante Reduktion der Gesamtkosten eines Solarthermiesystems für Endkunden gelingt. Das Hauptziel von Task 54 war daher die Erarbeitung und Auslotung von Maßnahmen zur Preisreduktion thermischer Solaranlagen.

Im Arbeitsprogramm von IEA SHC Task 54 wurden 4 Subtasks mit dem Fokus auf Markterfolgsfaktoren und Kostenanalyse (Subtask A), Systemdesign, Installation, Betriebsführung und Wartung (Subtask B), kosteneffiziente Materialien, Produktionsprozesse und Komponenten (Subtask C) und Information, Verbreitung und Einbeziehung von Stakeholdern (Subtask D) definiert. Österreich hat eine Vorreiterrolle inne und übernahm die Leitung von Subtask C. Zudem wurden assoziierte nationale Forschungsprojekte implementiert (z.B. SolPol-4/5), aus denen Ergebnisse für Task 54 bereitgestellt wurden.

Das österreichische Projektkonsortium bestand aus drei wissenschaftlichen Projektpartnern (JKU-IPMT, AEE INTEC und UIBK) und einem Unternehmenspartner (Sunlumo). Die Partnerstruktur zeichnete sich durch ausgewiesene Experten aus den Bereichen Solarthermie und Kunststofftechnologien aus. Österreich leistete zu allen Subtasks signifikante Beiträge. In Abstimmung mit den nationalen Forschungsprojekten lag der Fokus bei hochintegrierten, gepumpten und neuartigen nicht-gepumpten Kollektorsystemen in Vollkunststoff- oder Hybridbauweise und dafür erforderliche Systemkomponenten (z.B. voll-überhitzungsgeschützte Kollektoren).

In Task 54 wurde ein Tool zur Berechnung von Wärmegestehungskosten (LCOH) implementiert und auf Referenzsysteme und optimierte Systeme für Warmwasser und Raumwärme angewendet. Durch angepasstes Design (insb. vollständiger Überhitzungsschutz), Effizienzsteigerung und Standardisierung gelang es für mitteleuropäische Anlagen in Metall/Glas-Bauweise die solaren Wärmegestehungskosten um über 40% zu reduzieren. Besonders vorteilhaft wirkte sich die einfachere Installierbarkeit eines Kunststoff-Solarkreises im Vergleich zur herkömmlichen Kupferverrohrung aus. Der solare Kostenvorteil beeinflusst durch das Zusatzheizsystem jedoch nur geringfügig die Gesamtwärmegestehungskosten (-5%). Die Untersuchungen zeigten klar, dass thermische Solaranlagen für die Warmwasserbereitung im Mehrfamilienhausbereich deutlich kosteneffizienter sind als bei Einfamilienhäusern. Bei Anlagen für die Warmwasserbereitung in warmen Klimazonen (Emerging Markets) sind weitere Kostenreduktionen nur durch eine werkstoffliche Transformation von Metall/Glas auf Kunststoff möglich. Dies wurde sowohl für gepumpte Systeme als auch Speicherkollektorsysteme gezeigt (z.B. Warmwassersystem der Firma Sunlumo). Ultra-low-cost-Anlagen mit Endkundenpreisen um 100$ (exkl. Installation) erscheinen durch Folien- oder Membranbauweisen möglich.

Publikationen

IEA Solares Heizen und Kühlen Task 54: Preisreduktion von thermischen Solaranlagen (Arbeitsperiode 2015 - 2018)

Task 54 zielte auf die Erarbeitung von Vorschlägen zur Preisreduktion thermischer Solaranlagen ab. Dazu wurden ein Tool zur Berechnung von Wärmegestehungskosten (LCOH) implementiert und auf Referenz¬systeme für Warmwasser und Raumwärme angewendet. Für mitteleuropäische Anlagen wurden LCOH-Reduktionen von bis zu 50% durch angepasstes Design (vollständiger Überhitzungsschutz), Verein-fachung und Standardisierung der Installation und Gebäudeintegration aufgezeigt. Eine Transformation von Bauweisen in Metall/Glas auf Vollkunststoffsysteme ist insbesondere für Wachstumsmärkte unerlässlich. Schriftenreihe 29/2019
G. M. Wallner, H. Kicker, M. Grabmann, P. Bradler, T. Ramschak, F. Veynandt, R. Buchinger, M. Wesle
Herausgeber: BMVIT
Deutsch, 35 Seiten

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Projektbeteiligte

Teilnehmende Staaten

Australien, China, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen, Österreich, Schweiz

Kontaktadresse

Institute of Polymeric Materials and Testing
Johannes Kepler University Linz
Ao. Univ.-Prof. Dipl.-Ing. Dr.mont. Gernot Wallner
Altenberger Straße 69
A-4040 Linz
E-Mail: gernot.wallner@jku.at