Warmwasser Solarkollektor

1995 werden bundesweit rund 300.000 m2 Kollektorfläche verkauft. Die Solarkollektoren erreichen inzwischen mittels Diffusoren, Reflektoren und Wärmeschutzschichten einen Wirkungsgrad von 60 % – 75  %. Ende des Jahres 2008 gab es in Deutschland solarthermische Anlagen mit einer Gesamtfläche von 1,4 Mio. m2, die Statistik zählt 102.300 Anlagen.

Im September 1995 ergänzt das Abgeordnetenhaus von Berlin das Energiespargesetz mit einer Solaranlagenverordnung (SolVO). Demnach darf der Senat eine Rechtsverordnung erlassen, die bei Neubauten die solare Erwärmung von 60 % des Brauchwassers vorschreibt. Bislang hat noch kein anderes Bundesland eine derartige Vorschrift. Das Gesetz gilt allerdings nur für Neubauten mit zentraler Wasseraufbereitung. Bauherren könnten daher versucht sein, das Warmwasser dezentral elektrisch zu bereiten – womit sich der erhoffte ökologische Nutzen ins Gegenteil verkehren würde. Bis Januar 1996 will die Umweltverwaltung eine entsprechende Verordnung erarbeiten, in die auch die Ergebnisse von Anhörungen der Verbände und Verwaltungen einfließen sollen. Tatsächlich wird dann aber erst im Oktober 1997 (!) eine ‚freiwillige Vereinbarung’ zwischen dem damaligen Umweltsenator Peter Strieder und Vertretern der Berliner Wirtschaft unterzeichnet: Bei 75 % aller Neubauten werden künftig der SolVO entsprechende Solarkollektor-Flächen realisiert, wobei je Wohneinheit eine Kollektorfläche von  1,5 m2 installiert wird. Bis Ende 1998 rechnet man mit 3.500 m2. Außerdem soll der Kohlendioxidausstoß durch fossilie Heizungen jährlich um 15.000 t gesenkt werden. Die Vereinbarung gilt für fünf Jahre – werden die Ziele nicht erreicht, kommt 2002 die Verordnung.

seniorenheim jena lobeda
Kollektorfeld thermische Solarkollektoren in Jena-Lobeda

 

Eine Kollektorfeldanlage, die den Warmwasserbedarf der 270 Bewohner eines Senioren- und Pflegeheims in Jena-Lobeda deckt, wird 1996 vom BMFT gefördert. Die gesamte Solartechnik mit 28 Großkollektoren und einer Gesamtfläche von 201 m2 kostet 182.000 DM, inklusive der Planung und der Umsatzsteuer kommt man auf einen Endpreis von 240.500 DM. Die Anlage wird mehrere Jahre lang wissenschaftlich von der TU Ilmenau begleitet.

Ebenfalls 1996 wird auf Aeroe in Dänemark eine große thermische Solaranlage mit über 8.000 m2 errichtet, die ein anliegendes Wohngebiet versorgt.

Da die Solarkollektoren noch immer zumeist in Manufakturarbeit hergestellt werden, zieht die 1993 gegründete Firma UFE Solar GmbH 1996 nach Eberswalde. In einer modernen Produktionsanlage, die intern Brandenburger Solarwerk genannt wird, soll in 2 – 3 Jahren die Herstellung auf automatisierten Fertigungsstraßen erfolgen. Das Unternehmen konzentriert sich gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut für Solarenergie (ISE) in Freiburg aber auch auf die Entwicklung eines kleinvolumigen Adsorptionsspeichers, der die Solarwärme fast verlustfrei über einen langen Zeitraum speichern kann. Verwendet wird dabei das mineralische Trockenmittel Silikatgel, das an seiner Oberfläche Wasserdampf binden kann (s.u. thermische Energiespeicherung). Der saisonale Wärmespeicher wird dann ab März 2000 in Österreich und Finnland Feldversuchen unterzogen, bei denen es in erster Linie darum geht, die computergesteuerte Ventilsteuerung zu optimieren, die bei dieser Speichermethode den Wasserdampf-Durchfluß steuern. Die Speicher sollen 2001 auf den Markt kommen. Außerdem arbeitet man bei UFE Solar an einer neuen Generation von Absorbern, bei denen statt der bedenklichen Galvanisierung eine Titan/Nitrit-Beschichtung eingesetzt wird, was die Leistung um 10 % – 15 % steigert.

Ebenfalls 1996 gründet sich in Berlin die Firma Alligator Sunshine Technologies, die den Marktpreis von Solarkollektoranlagen um 20 % unterbieten will: Mit einem stabilen und gut isolierenden Kollektorgehäuse aus geschäumtem Kalksandstein, das sich auch komplett recyceln läßt, außerdem wird ein Art Solarziegel entwickelt. 1997 wird Alligator mit dem Innovationspreis Berlin-Brandenburg ausgezeichnet und 1999 wird das Unternehmen Landessieger bei den Gründertagen – und gibt bekannt, in Deutschland Marktführer werden zu wollen. Eine Kooperation mit dem Dachziegelhersteller Eternit  eröffnet Alligator ein weit ausgebautes Vertriebsnetz. Im Jahr 2000 beginnt die Serienproduktion des Cuadro-Kollektors in Berlin-Rudow, das Unternehmen schreibt schwarze Zahlen, und es wird eine Kooperation mit der Deutschen Shell vereinbart, bei der es um die Erweiterung der Geschäftstätigkeit auf den Bereich Photovoltaik geht (s.d.). An die Börse will man 2002 gehen.

1996 werden bundesweit fast 500.000 m2 Solarkollektorfläche verbaut, um 2000 rechnet man mit einer Fläche von 1 Mio. m2, und bis 2005 können es sogar schon 10 Mio. m2 pro Jahr sein – wie in einer Untersuchung der Enquête-Kommission des Bundestages festgestellt wird.

1997 soll es bereits 185.300 thermische Solaranlagen in Deutschland geben.

Mit dem Ziel der Entwicklung einer automatisierten umweltverträglichen Vakuumbeschichtungstechnik fördert die Deutsche Bundesstiftung Umwelt ab 1997 einen Verfahrensentwurf der TiNOX Gesellschaft für Energieforschung und Entwicklung mbH in München. Die TiNOX-Schicht hat einen Absorptionsgrad von 95 % und besteht aus den natürlichen, unbedenklichen Rohstoffen Titannitrit und Titanoxid. Bereits 1999 wird der Marktanteil dieser Absorber in Deutschland auf 25 % – 30 % geschätzt.

Ende 1997 erscheint eine Marktübersicht thermische Solaranlagen, in der 180 Angebote von 83 Herstellern aufgeführt werden. Zwar verfügen bereits 7 % aller neu errichteten Fertighäuser über eine thermische Solaranlage – doch wenn man die Gesamtheit aller bundesweit neu errichteten Wohnhäuser betrachtet beträgt dieser Prozentsatz nur 1 %. Eine 1998 veröffentlichte Langzeituntersuchung der ZfS Rationelle Energietechnik GmbH in Hilden nennt bei den derzeitigen Solarkollektoranlagen eine Lebensdauer von 20 – 25 Jahren, wobei hier alle Systemkomponenten der Anlage, und nicht nur die Kollektoren selbst, zugrunde gelegt werden. Die Effizient der Systeme verringert sich bei Anlagen, die über 15 Jahre in Betrieb sind, um etwa 5 %.

Nach einjähriger Bauzeit wird 1998 die größte dachintegrierte solarthermische Anlage Berlins mit 350 kW (thermisch) eingeweiht: Bei dem Handwerker- und Gewerbezentrum Wilhelminenhof wird erstmals ein Absorber aus der Schweiz eingebaut, der nicht mehr mit Glas eingedeckt und trotzdem wetterfest ist – außerdem folgt er der Krümmung des Daches. Man rechnet damit, daß dieser Absorber etwa 80 % des Warmwasserbedarfs des Zentrum decken wird.

1999 gibt es in Österreich je 1.000 Einwohner bereits 180 m2 installierte Kollektorfläche – in der BRD sind es dagegen erst 21 m2 und in Brandenburg magere 5 m2. Die Steigerungsraten der letzten fünf Jahre werden in Deutschland allerdings mit 25 % angegeben, alleine 1998 sollen so rund 400.000 m2 an Solarkollektor-Fläche hinzugekommen sein, wodurch sich eine Gesamtfläche von 2 Mio. m2 bei etwa 450.000 deutschen Haushalten ergibt. (andere Quellen sprechen von nur 289.300 Anlagen – bzw. im September 1999 schon von einer Fläche von 2,5 bzw. von mehr als 3 Mio. m2 – es ist sehr schwer, die tatsächlichen Zahlen festzustellen). Genutzt werden könnte jedoch eine solargeneigte Gesamtfläche von 800 Mio. m2.

An der neuen Solarkampagne Solar na klar ! beteiligen sich zunehmend auch Industrie- und Handwerksbetriebe – über diese und andere Initiativen berichte ich unter dem Oberbegriff Förderung der Solarenergie.

Mitte 1999 wird eine Übersicht der aktuellen Absorberbeschichtungen veröffentlicht, an denen seit Mitte der 1970er geforscht wird. Bis vor wenigen Jahre dominierten die galvanisch beschichteten Schwarchrom- und Schwarznickel-Absorberbleche aus Kupfer oder Aluminium. Während der 1990er Jahre werden physikalische Hochvakuum-Verdampfungsverfahren im industriellen Maßstab beherrschbar. Die Titan-Nitrit-Oxid-Absorber (TiNOX), die ab 1996/1997 auf den Markt kommen, bekommen nun Konkurrenz durch eine Reihe neuartiger Beschichtungen:

Produktname TiNOX Eco-Select Sunselect Diamanta Sunstrip
Schicht TiNxOy Cerments (*) a-C:H-Metall Ni-NiO
Substrat Cu Cu Cu (Al, Edelstahl) AL
Absorption 95 % (TiNOX)
92 % (eco-Select)
95 % k.A. 96 %
Entwicklung Uni München &
Fa. TiNOX
ISE Freiburg &
Fa. INTERPANE
Uni Basel und SPF Rapperswil &
Fa. Ikarus Solar
Uni Uppsala &
TeknoTerm
Hersteller TiNOX GmbH (eco-Select seit 1999) (seit 1998) Solar INTERPANE Ikarus Solar (seit 1997) TeknoTerm (S)
Produktions-verfahren PVD Sputter Kombiniertes Sputter-CVD Sputter

(*) Cerment = Keramik-Metall-Struktur

Die Fertigung der TiNOX-Absorber erfolgt in einer Hochvakuumkammer, in der eine 0,2 mm starke Kupferfolie auf 400°C erwärmt und dadurch von Schmutzpartikeln befreit wird. In die Reaktionskammer wird Sauerstoff und Stickstoff eingeleitet, während reines Titan mit einer Elektronenstrahlkanone bei einer Temperatur von 2.500°C verdampft wird. Die hochangeregten Titan-Atome reagieren zu TiNxOy, einem Gemisch aus Titandioxid und den beiden metallischen Substanzen Titanmonoxid und Titannitrit. Die energiereichen Teilchen gelangen auf die erhitzte Kupferoberfläche und haften dort in Form eines Gittergerüsts. Durch die Abscheidung von Quarzdampf auf das TiNOx-CU-Substrat läßt sich in einem zweiten Arbeitsschritt der Absorptionsgrad der Kupferfolie von 85 % auf 95 % steigern. Übrigens erwies sich das TiNOX-Material als biokompatibel, so daß in mehreren europäischen Forschungslabors an seinen Einsatz als blutgerinnungshemmende Beschichtung für Körperimplantate gearbeitet wird.

Das Kürzel PVD (physical vapour deposition) bezeichnet dabei ein Verfahren, bei dem ein hochenergetischer Elektronenstrahl in einen Tiegel mit Beschichtungsmaterial gelenkt wird, worauf dieses verdampft und auf dem zu beschichtenden Substrat kondensiert. In Sputter- oder Kathodenzerstäubungsanlagen werden Ionen des Plasmas eines Inertgases (z.B. Argon) mit Hilfe eines elektrischen Feldes zum Beschichtungsmaterial hin beschleunigt. Die dort herausgeschlagenen Atome bleiben dann auf der Zieloberfläche haften. Je nach Energie der Beschichtungsmaterialteichen lassen sich verschiedene Substrat-Eindringtiefen und Haftstärken realisieren. Beim CVD-Prozeß (chemical vapour deposition) werden die verdampften, hochangeregten Ausgangsmaterialien nicht durch Kondensation auf der Oberfläche abgeschieden, sondern mittels eines chemischen Prozesses. Die mit den Absorberplatten rückseitig verbundenen Kupferrohre werden heute zumeist ultraschallverschweißt, einige Firmen nutzen aber auch schon Plasma- oder Laserschweißverfahren.

Seit 1998 wir außerdem ein Absorbertyp importiert, der ebenfalls hochselektive Eigenschaften aufweist (93,7 %). Auf galvanisch vernickeltem Kupfer wird mit einem physikalischen Verfahren eine nickelhaltige kristalline Funktionsschicht gezüchtet. Die als Black Crystal bezeichnete Schicht ist recht unempfindlich.

1999 nimmt auf dem Dach des Bundesverkehrsministerium in Berlin eine Kollektoranlage mit 125 Kollektoren der badischen Firma Solar Energie Technik GmbH (SET) und einer Gesamtfläche von 250 m2 den Betrieb auf. Das Warmwasser mit einer Vorlauftemperatur zwischen 75°C und 100°C speist im Sommer eine Absorptionskältemaschine von York, im Winter wird Brauchwasser bereitet und die Heizanlage des Gebäudes unterstützt.

Im Jahr 2001 gibt es in Deutschland bereits 461.300 Solaranlagen, und bis 2003 sollen es 620.300 Stück werden.

Zwischen Dezember 2001 und Dezember 2003 beauftragt das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit die DLR, das ISE und das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie mit dem Projekt ‚Sokrates’ (Solarthermische Kraftwerkstechnologie für den Schutz des Erdklimas), bei dem es um die Erweiterung und Verbesserung der Evaluierungsinstrumente STEPS (flächendeckende Analyse der solaren Energieressource sowie der Erträge und Kosten solarthermischer Kraftwerke) und greenius (vergleichende Analyse verschiedener Technologien für Einzelstandorte) geht, mit denen eine effizientere und kostengünstigere Bearbeitung solarthermischer Kraftwerksprojekte möglich ist. Außerdem werden Finanzierungsinstrumente und Technologiemodelle analysiert, sowie eine geografische Datenbank der Solarenergieressourcen erstellt. Im März 2004 wird der Projektbericht veröffentlicht, der auch einen ausführlichen Vergleich der Parabolrinnen- und der Fresnel-Technologie beinhaltet.

Bereits 2003 präsentiert Alex Kee aus Malaysia seine solare ,Thermoskanne’, die als mobile Einheit konzipiert ist und überall für heißes und sogar desinfizertes Wasser sorgen kann. Dabei handelt es sich um ein Doppelrohr aus Glas mit einer dazwischeliegenden Vakuum-Isolation, die genauso aufgebaut ist wie die Vakuumröhren-Kollektoren, auf die ich noch zu sprechen kome.

Allerdings hat die ,Solar Kettle-Thermos Flask’ (SK-TF) nur eine einzige (verschließbare) Öffnung, durch die das Gefäß befüllt und auch wieder entleert wird. Durch die schwarze Beschichtung des inneren Glasrohres heizt sich das Wasser – sobald die Sonne darauf scheint – so schnell auf, daß es bereits nach ein bis zwei Stunden zu kochen beginnt. Kee entwirft auch einen zusammenklappbaren Ständer und eine gepolsterte Transporttasche, so daß die Lebenszeit des Geräts im Prinzip einige Tausend Jahre betragen kann – sofern es nicht durch mechanische Einwirkungen vorher zerbricht.

2004 findet man erstmals auch Solaranlagen in Baumärkten, wobei die Preise dieser Solarbausätze recht moderat ausfallen: Eine Kollektorfläche von 6,3 m2 nebst einem 300 l Speicher (was für 3 –5 Personen ausreicht) kostet 2.499 €, von denen 770 € durch die derzeitige öffentliche Förderung gedeckt werden.

Ein System, bei dem thermische Solarkollektoren auch bei einem totalen Netzausfall weiter betrieben werden können wird im März 2004 von der Firma Soli fer (aus dem Lateinischen ‚die Sonne bringend’) in Freiberg/Sachsen vorgestellt. Dabei werden in die Glasfelder der Kollektoren Photovoltaik-Module integriert. Der Solarstrom wird per Akku gespeichert und mit Hilfe eines Wechselrichters auf Netzfrequenz transformiert. Bei einem Netzausfall schaltet sich das Gerät automatisch ein und versorgt die Pumpen der Kollektor-Anlage weiterhin mit Energie. Diese Technik bietet auch die Möglichkeit, Kollektor-Anlagen grundsätzlich ohne Netzanschluß zu betreiben.

Der europäische Solarwärmemarkt wächst 2004 um 12 %. In den 25 EU-Staaten sowie der Schweiz wurden Sonnenkollektoren mit einer Wärmeleistung von 1.110 Megawatt und einer Fläche von fast 1,6 Mio. m2 installiert. Knapp die Hälfte der Sonnenkollektoren wurden auf deutsche Hausdächern montiert (47 %). Danach folgen Griechenland (14 %), Österreich (12 %) und Spanien (6 %). Europameister bei der pro Kopf installierten Kollektorfläche ist Zypern mit 431 Kilowattstunden Wärmeleistung pro Tausend Einwohner, gefolgt von Griechenland und Österreich (je 179 kW).

Frankreich hat Mitte 2005 ein ehrgeiziges Ziel: Im Jahr 2010 soll die Fläche der installierten Sonnenkollektoren in Frankreich die Grenze von einer Million Quadratmeter überschreiten. Vor allem im Elsass macht die französische Solarbranche gute Geschäfte. Seit 1999 fördert die französische Regierung mit dem Programm ‚Plan Soleil’ die Sonnenenergie: 40 % der Investitionskosten für erneuerbare Energien können von der Einkommenssteuer abgezogen werden. Alleine 2004 wurden daraufhin Solarwärmeanlagen mit einer Kollektorfläche von 54.000 m2 installiert, und für 2005 rechnete man mit einer neu installierten Kollektorfläche zwischen 70.000 und 80.000 m2.

fireball solar roof collektor

Fireball

Im Juli 2005 präsentiert die SolarRoofs.com aus Carmichael, Kalifornia, mit ihrem Fireball 10-01 einen Solarkollektor von knapp einem Quadratmeter, der dabei nur 8,5 kg wiegt, obwohl er mit Kupferabsorbern und einer zweifachen Abdeckung aus Polycarbon bestückt ist. Als Preis werden 295 $ genannt.

Für die Unternehmensvereinigung Solarwirtschaft UVS ist es Ende 2005 „höchste Zeit, den schlafenden Riesen Solarthermie (ST) zu wecken“ – so deren Geschäftsführer Carsten Körnig. Denn obwohl die ST-Branche auch heute schon 10.000 Arbeitsplätze, eine Milliarde Euro Jahresumsatz und 20 bis 30 % Wachstum aufweist, sei leider festzustellen: „Nur fünf Prozent aller Eigenheime haben Sonnenwärmeanlagen; nur jede zehnte Heizungssanierung wird für Sonnenwärme genutzt“. Die UVS hofft auf das ‚regenerative Wärmenutzungsgesetz’. In spätestens zwei Jahren, so die Schätzung aus dem Bundesumweltministerium, würden Sonnenkollektoren oder Biomasseheizungen zumindest bei Neubauten Pflicht.

2005 werden in Deutschland 100.000 Solarwärmeanlagen und damit 25 % mehr als im Vorjahr installiert. Mit einer Fläche von 950.000 m2 liefern die neu montierten Sonnenfänger eine Wärmeleistung von 665 MW. Die Solarwärmebranche hat damit einen Jahresumsatz von 750 Mio. € erzielt. Insgesamt gibt es bereits 800.000 solarthermische Anlagen in Deutschland, doch trotzdem gibt es einen enormen Nachholbedarf, da Ende 2005 erst 4,5 % der Heizwärme regenerativ gewonnen wird. Beim Strom sind es bereits 10 %.

Um die bislang ortsgebundenen, schweren Systeme leichter und billiger und damit auch mobil einsetzbar zu machen, entwickeln 2006 Ingenieure vom Institut für Textil- und Verfahrenstechnik in Denkendorf für eine neue Solarkollektorform eine transparente Wärmedämmung auf Textilbasis.

Auftraggeber ist Jannis Stefanakis, Geschäftsführer der Firma Solarenergie Stefanakis in Stadecken-Elsheim, die seit 1976 mobile halbkugel- und kugelförmige Sonnenkollektoren herstellt: geschwärzte Edelstahl- oder Kupfer-Tankabsorber, über die transparente Plexiglashauben gestülpt sind.

Die Idee für den Dämmstoff entnahmen die Techniker der Natur, denn der Pate für das flexible, transparente Textil aus Polyesterfasern, das die bislang starren Wärmedämmstoffe in den Kollektoren ablösen soll, ist das gelblich-weiße Eisbärfell, bei dem die zwischen den Haaren eingeschlossene Luft als Isolierschicht wirkt. Das 2 cm dicke Polyesterfasergeflecht wird auf einer Spezialwebmaschine gefertigt und anschließend mit Silikonkautschuk beschichtet und thermisch fixiert. Die Luft in dem Fasernetzwerk wirkt genau wie bei den Fellhaaren als Isolierschicht. Der Polyester-Wärmedämmstoff für die kugelförmigen Sonnenkollektoren ist leicht und lässt sich flexibel verformen. Messungen zufolge besitzt das Material einen Wärmedurchgangskoeffizienten von 2,2 bis 3,0.

Sobald ein Investor gefunden ist soll die Vermarktung der neuen Kollektoren beginnen. Ein Halbkugelkollektor mit einer Grundfläche von 0,6 m2 und einer Kapazität von 60 l soll etwa 800 € kosten.

Anfang 2006 stellen die Spezialisten der Firma Alten aus Moskau unter der Leitung von Dr. Boris Kazandzhan vom Moscow Institute of Energetics einen hocheffizienten Kollektor vor, dessen Absorberoberfläche aus einer Mehrfachbeschichtung mit Titankarbid besteht. Trotz der tiefschwarzen Einfärbung, die neben dem sichtbaren Spektrum auch die Strahlung nahe dem Infrarotbereich absorbiert – und im Gegensatz zu allen anderen mir bekannten Systemen – strahlt diese Absorberbeschichtung selbst jedoch keine Wärme ab. Es ist geplant, in Kürze eine Gebäudefassade in der Stadt Sochi im Süden Rußlands mit den neuen Kollektoren auszustatten, die eine ganzjährige Versorgung mit Heißwasser ermöglichen – doch leider erfährt man später nichts mehr über diese interessante Innovation.

Mitte 2006 sollen bereits 30 Millionen chinesische Haushalte Solarkollektoren besitzen, der jährliche Zuwachs beträgt zwischen 15 und 20 % und die günstigsten Anlagen kosten zu diesem Zeitpunkt umgerechnet 190 $. In den kälteren Regionen haben sich insbesondere die zwar teureren aber auch effektiveren Vakuumröhren-Kollektoren bewährt. Ende 2007 wird bekannt, daß Chinas Markt für solarthermische Anlagen zur Warmwasserbereitung bereits der mit Abstand weltweit größte ist und auch kräftig weiter wächst – insgesamt gibt es zwischen 3.000 und 4.000 Unternehmen, die sich mit der Herstellung und Installation beschäftigen. Die Planung der Pekinger Regierung sieht vor, bis 2020 die derzeitigen Flächen mit Solarkollektoren von insgesamt 80 Mio. m² auf 300 Mio. m² auszudehnen.

Ende Mai 2006 wird mit Unterstützung der EU-Kommission in Brüssel eine europäische Solarthermie-Technologie-Plattform gegründet, in der Forschung, Industrie und Politik zusammenwirken, um eine gemeinsame europäische Forschungsstrategie für den Breiteneinsatz der Solarwärme zu erarbeiten (s.u. Solarheizung).

Gleichzeitig verkündet das Bundesumweltministerium (BMU), daß man bestrebt sei bis zum Jahr 2020 die installierte thermische Kollektorleistung von 5 auf 50 GW zu erhöhen.

Der Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) rechnet etwas realistischer – und für 2006 mit einem Marktwachstum von 30 % und einer installierten Solarkollektorfläche von über 1,2 Mio. m2. Inzwischen leben bereits über 2 Mio. Bürger in Häusern mit Solaranlagenanschluß, zunehmend auch zur Heizungsunterstützung (s.u.). Der Marktanteil derartiger Kombisysteme ist binnen eines Jahres von 25 auf 45 % gestiegen. 2006 produzieren etwa 100 Unternehmen solarthermische Anlagen, die von 4.000 Unternehmen verkauft und installiert werden. Mitte des Jahres sind in Deutschland etwa 10 Mio. m2 Sonnenkollektoren auf ca. 2 Mio. Häusern installiert, wie der Umweltaktivist Franz Alt errechnet hat. Der Bundesverbandes Solarwirtschaft kommt allerdings zu etwas anderen Zahlen. Ihm zufolge hat jeder zehnte Hauseigentümer bereits Sonnenkollektoren auf dem Dach: „In Deutschland gibt es insgesamt etwa 900.000 Solarwärmeanlagen und rund 200.000 Photovoltaikanlagen für Sonnenstrom.“

Aus dem vom IEA Solar Heating & Cooling Program ebenfalls im Mai 2006 herausgegebenen Jahresreport geht hervor, daß Ende 2004 die thermischen Solaranlagen – weltweit zusammengerechnet – eine Leistung von 98,416 MW (thermisch) haben. Dies führt zu einer Einsparung von 9,3 Milliarden Liter Öl. Die Nutzung verteilt sich im Einzelnen auf 175 MW verglaste Luftkollektoren, 641 MW unverglaste Luftkollektoren, 23.117 MW unverglaste Wasserkollektoren, 34.184 MW verglaste Wasserkollektoren, und 40.299 MW Vakuum- Röhrenkollektoren. Die Gesamtkollektorfläche der 25,8 Millionen Systems beträgt 139 Mio. m2, wobei China mit 15,5 Millionen Anlagen an der Spitze steht (Franz Alt spricht davon, daß es dort sogar schon auf 37 Mio. Dächern solarthermische Anlagen gibt), gefolgt von Japan (1,8 Mio.), der Türkei (1,6 Mio.), Israel und Griechenland (jeweils 1,2 Mio.). Der weltweite Markt für Solarwärmeanlagen sei in den letzten fünf Jahren zehnmal so stark gewachsen wie die restliche Weltwirtschaft.

Tobias Boström verteidigt am 20.10.2006 an der Universität Uppsala seine Doktorarbeit, in der es um die Entwicklung einer neuen spektralselektive Beschichtung für thermische Solarabsorber geht – die eine Effizienz von 97 % hat! Die Technologie ist patentiert und die Kooperation mit einem (nicht genannten) Industriepartner beginnt ebenfalls umgehend. Die Beschichtung besteht aus drei dünnen Filmen, die nach ihrer theoretischen Errechnung praktisch umgesetzt und anschließend umfassend untersucht wurden. Dabei wurde auch eine Wärmeabstrahlung von nur 0,05 % gemessen. Die Konfiguration besteht aus einem unteren Film aus 80 % Nickel und 20 % Aluminium, einem Film aus 40 % Nickel und 60 % Aluminium in der Mitte, und einem Siliziumfilm oben.

ma beerbottle solar bierflasche selbstbau thermosolar

Bierflaschen-Kollektor

Die spanische Regierung gibt im November 2006 bekannt, daß der Einbau von Solaranlagen ab März 2007 Pflicht in allen neuen und renovierten Häusern ist. Neu gebaute Wohnhäuser müssen je nach Lage und dem zu erwartenden Wasserverbrauch zwischen 30 und 70 % ihrer Warmwasserversorgung durch Solaranlagen decken. Und Neubauten, die beispielsweise als Einkaufszentren und Krankenhäuser genutzt werden, müssen einen Teil ihrer Energie aus Solarstrom gewinnen. Das Umwelt- und das Bauministerium erwarten von den neuen Standards Energieeinsparungen von 30 – 40 % bei jedem Gebäude sowie eine Verminderung des Kohlendioxid-Ausstoßes um 40 bis 55 %.

Daß es mit dem Kollektorbau sogar noch viel einfacher geht, beweist im Juni 2007 der Selbstbau des chinesischen Landwirts Ma Yanjun – der aus 66 leeren Bierflaschen und einigen Meter Gartenschläuchen besteht. Immerhin reicht das damit erzeugte warme Wasser, damit die drei Personen in seinem Haushalt täglich duschen können. Inzwischen haben bereits 10 weitere Familien in Ma’s Ortschaft Qiqiao, Provinz Shaanxi, diesen Recycling-Kollektor nachgebaut.

Ebenfalls im Rahmen der do-it-yourself Bewegung wird im August 2007 in den USA ein Kollektor samt Bauanleitung vorgestellt, der weniger als 5 $ kostet. Das Konzept erhält dafür sogar den ersten Preis bei dem ,Go Green!’-Wettbewerb. Allerdings erfordert das Konzept Zugang zu Mülldeponien, auf denen es ausrangierte Kühlschränke gibt, da der Absorber des Kollektors in erster Linie aus den Kühlrippen eines solchen besteht, wie man auf dem Foto gut erkennen kann.

An der TU-Berlin hat die Gruppe PROKOL sogar schon Anfang der 1970er Jahre einen Recycling-Kollektor entwickelt, bei dem alte Kühlschränke ausgeschlachet und genutzt wurden – nur gab es damals keine Preise dafür, sondern nur Häme…

Der inzwischen bereits 98-jährige Harold Hay arbeitet bereits seit über 40 Jahren daran, Häuser solar zu erwärmen und zu kühlen. In den 1960er nannte er seine Erfindung Skytherm system – und verblüffte die Fachwelt mit dem ambivalenten Nutzen. Dabei handelte es sich um einen Kollektor für Flachdächer, der u.a. mit einem verschiebbaren Wärmeschutz zur nächtlichen Isolation des integrierten Warmwasserspeichers versehen war. 1973 wird dann sein Skytherm-Haus in Kalifornien bekannt. Doch erst 2007 bekommt er dann wieder Presse, als sich wegen der steigenden Ölspreise eine Menge ‚Trüffelschweine’ auf den Weg machen um nie umgesetzte bzw. längst abgelaufene Patente auzusgraben. Von diesen vielen Patenten, die es im Bereich der (gleichzeitigen) solaren Erwärmung und Kühlung gibt, nenne ich hier nur das Europa Patent EP0045821 von Dr. Eckhard Schulze-Fielitz aus Essen vom 17.02.1982, das mit einem multifunktionalen Rinnendach arbeitet und eigentlich ein viel größeres Interesse verdient, als tatsächlich zuteil geworden ist.

solasyphon tank

SolaSyphon

John Willis, Nachfahre des Erfinders des ,Willis Immersion Heater’, der in den 1960ern und 1970ern in fast jedem nordirischen Haushalt zu finden war, stellt im September 2007 eine weitere Erfindung vor, den Willis SolaSyphon zur solaren Brauchwassererwärmung, der die Kosten für Warmwasser um bis zu 50 % senken kann – wohlgemerkt, im relativ kalten Norden Irlands. Das System kann bereits Minuten, nachdem die ersten Sonnenstrahlen darauf fallen, das erste warme Wasser liefern.

Zwischen der Idee und dem ersten funktionierenden Prototypen dauerte es nur zwei Tage – wobei anzumerken ist, daß es sich bei der Willis Heating and Plumbing Co Ltd. um eines der ältesten nordirischen Familienunternehmen überhaupt handelt, gegründet 1887. Man rechnet nun damit, noch im Laufe dieses Jahres zwischen 2.000 und 3.000 dieser Plug-in Anlagen installieren zu können, die sich von anderen insbesondere durch einen ausgetüftelten Wärmetauscher – eben den ‚Syphon’ – auszeichnet.

Im November 2007 beginnt Wagner & Co., einer der führenden deutschen Kollektorhersteller, mit dem Bau einer neuen Fertigung im hessischen Kirchhain, wo im Frühsommer 2008 der Produktionsstart erfolgen soll. Hier werden dann auf fünf parallelen Produktionslinien bis zu 200.000 Sonnenkollektoren pro Jahr hergestellt.

Im Februar 2008 versendet die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (DGS) den ersten Newsletter ihres Projektes SOLPOOL (SOLar energy use in outdoor swimming POOLs = Solarenergienutzung in Freibädern). Ich freue mich, daß ich auch an dieser Stelle den DGS – der sich gegenüber dem Buch der Synergie ansonsten in finsteres Schweigen hüllt – überholt habe, denn bereit im Jahr 2000 haben meine Mitarbeiter und ich in Damaskus die ersten (privaten) Swimming Pools sehr erfolgreich mit einer solaren Wassererwärmung ausgerüstet.

Im März 2008 erscheint das Handbuch ‚Solarenergie für Campingplätze’ als Ergebnis des SOLCAMP-Projekts der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.V. (DGS) und dem Bundesverband der Campingwirtschaft in Deutschland (BVCD). Es ist auch in Englisch, Spanisch, Italienisch, Portugiesisch, Polnisch und Slowenisch erhältlich. Außerdem existiert eine deutschsprachige Version, die auf die Verhältnisse in Österreich angepasst ist. Die Broschüre wird in einer Auflage von jeweils 1.500 Exemplaren gedruckt und ist kostenlos.