Einführung in Solarthermische Großanlagen

Transkript

1 Einführung in Solarthermische Großanlagen Themenveranstaltung des Klima- und Energiefonds: Solarthermie Wien, 20. Juni 2012 Michael Monsberger Energy Department Austrian Institute of Technology (AIT)

2 Motivation

3 Vision 2050 EU Low Carbon Economy Roadmap EU GHG emissions towards an 80% domestic reduction (100% =1990) Quelle: European Commission: A Roadmap for moving to a competitive low carbon economy in 2050, 2011

4 Neue Möglichkeiten für Solarthermische Systeme Große Anlagen für Infrastruktur Anwendungen: Industrie: Prozesswärme und Prozesskälte Netzgebundene Wärme- und Kälteversorgung von Städten und Metropolen Dezentrale Wärme- und Kälteversorgung großvolumiger institutioneller Gebäude (z.b. Campus, große Hotels, Spitäler, )

5 Neue Aspekte

6 Solarthermische Großanlagen in Europa Ab wann spricht man definitiv von einer Großanlage? 500m² Kollektorfläche bzw.>350kw th (Definition IEA Task 45) Anlagen >350kW th (>500 m² Kollektorfläche) Anlagen >1MW th (>1.000 m² Kollektorfläche) Quelle: Maripuu, M.: Solar District Heating Status and Perspectives, SDH Workshop, Ferrara, 2011

7 Neue Aspekte im Vergleich zu Standard-Systemen im Wohnbau Einsatz neuer Gesamtsystem-Konzepte: Kombination mit anderen Wärme- und Kälteerzeugungstechnologien (Wärmepumpe, Biomasse, KWK,..) Schnittstellen zum Smart Electric Grid Neue Betriebsstrategien Neue Geschäftsmodelle; z.b. Energy Service Companies (ESCO) Einsatz neuer Komponententechnologien. Z.B.: Kollektoren für höhere Temperaturniveaus (> 100 C) Neue Speichertechnologien (z.b. Großspeicher, Hochtemperatur- Speicher, ) Neue Wärmeträgermedien

8 Neue Gesamtsystem-Konzepte (Kombinierte Systeme) Quelle: International Energy Agency IEA-SHC: 2011 Highlights Large Solar Systems SHC Task 45, 2011 ( )

9 Alternative Geschäftsmodelle Quelle: Putz, S.: IEA-SHC Task 45, Subtask C: Systems - configurations, operating strategies, financing issues, 2011 ( )

10 Nationale Praxisbeispiele

11 Solarthermische Großanlagen in Österreich 4.960m² (Endausbau: 6.900m²) 1. Platz 2. Platz Quelle: Solid GmbH ( Quelle: Solid GmbH ( 3. Platz Quelle: Ritter XL Solar ( Alle drei Projekte: speisen in das jeweils städtische Fernwärmenetz wurden über Contracting-Modelle realisiert

12 Internationale Praxisbeispiele

13 Fernwärme: Solarthermische Großanlagen in Dänemark Marstal: m² ( ) Quelle: International Energy Agency IEA-SHC: 2011 Highlights Large Solar Systems SHC Task 45, 2011 ( ) (Originalbildquelle: PlanEnergi)

14 Wärmegestehungskosten der solaren Fernwärme in Dänemark Quelle: International Energy Agency IEA-SHC: 2011 Highlights Large Solar Systems SHC Task 45, 2011 ( )

15 Prozesswärme: Gatorade (Pepsi Cola) USA Soft-Drink Produzent Solarkollektor: gluatmugl GS Phase 1 (2008): 893 m² Thermischer Speicher: 38 m³ Garantierter Energieertrag: 1 GWh/a Phase 2 (2010): 2600 m² Garantierter Energieertrag: 3 GWh/a Quelle: Solid GmbH (

16 Prozesswärme: EU Projekt SolarBrew Prozesstechnische Integration von Solarwärme in zwei Brauereien (Göss, Österreich und Valencia, Spanien) und einer Mälzerei (Vialonga, Portugal) Konzeptentwicklung und Umsetzung von drei Anlagen mit einer Kollektorfläche von insgesamt m² Messtechnische Begleitung und Optimierung Erstellung von Benchmarks und Transfer innerhalb des Heineken Konzerns Auftraggeber: Europäische Kommission, DG Energy (FP7) Projektleitung: AEE INTEC, Österreich Partner: Heineken (NL), Sunmark (DK), GEA (D) Aktueller Status: Detailplanungsphase der Anlagen Inbetriebnahme der drei Anlagen: 2013

17 Universitäts-Campus "Princess Noura Bint Abdulrahman Saudi Arabien, Riad Die aktuell weltgrößte Solaranlage in Riad, Saudi Arabien, mit m² Kollektorfläche. Einspeisung in ein Wärmenetz zur Versorgung eines 8 km² großen Stadtteils (Universitätsareal) Das gesamte Hydraulikdesign (AEE INTEC) und die Kollektortechnik (GREENoneTEC) stammen aus Österreich. Quelle: AEE INTEC (

18 Solare Kühlung: UWCSEA-EAST, Singapore Solar Cooling und Warmwasser für Universitätscampus Solarkollektoren: 3900 m² / 2.73 MW ESCo Quelle: Solid GmbH ( In Betrieb seit 2011 Weltweit größte Solar Cooling Anlage

19 Solare Kühlung: UWCSEA-EAST, Singapore Kältemaschine: LiBr Absorption Leistung: 1575 kw Quelle: Solid GmbH (

20 Solare Kühlung: CGD Bank Zentrale, Portugal CGD Bank Headquarter, Portugal Gebäudekomplex bestehend aus: Bank Krankenhaus Theater Restaurants Büros (100,000 m²,17 Stockwerke) Quelle: Solid GmbH ( Kollektorfläche: m² Kühlleistung: 545 kw Vorwärmung, Heizung und Brauchwasser: 1100 kw In Betrieb seit Feb. 2008

21 Zusammenfassung und Ausblick Solarthermische Großanlagen haben sehr großes Potential für die zukünftigen Wärme- und Kälteversorgung von industriellen Prozessen sowie in Großinfrastruktur Anwendungen. Die technologische Reife solarthermischer Großanlagen wurde in zahlreichen internationalen Projekten demonstriert. Solarthermische Großanlagen sind bei gegebenen Rahmenbedingungen und richtiger Integration heute wirtschaftlich kompetitiv. Die wirtschaftliche Attraktivität kann durch Forcierung von Turn-Key Lösungen, neuen Geschäftsmodellen, innovativer Integration mit anderen Technologien und intelligenten Betriebsstrategien weiter verbessert werden. Die vielseitigen Anwendungsgebiete von solarthermischen Großanlagen ergeben viele Möglichkeiten für Forschung, technologische Entwicklung und Innovation. Die große österreichische Kompetenz bei solaren Großanlagen zeigt sich in der starken Beteiligung österreichischer Unternehmen und Forschungseinrichtungen in internationalen Projekten