Hybride Solarthermie im Fernwärmenetz
Ein Praxisbeispiel aus Taars zeigt, dass die Kombination unterschiedlicher solarthermischer Kollektortypen große Vorteile bietet. Hier wurde eine hybride Solarthermieanlage erfolgreich in ein Fernwärmenetz integriert.
In Taars/Dänemark wurde im August 2015 eine hybride Solarthermieanlage in Betrieb genommen, die Flachplatten- und Parabolrinnenkollektoren in Reihe kombiniert. Die Anlage umfasst ein Flachkollektorenfeld mit 5.960 Quadratmeter sowie ein Parabolrinnenkollektorfeld mit 4.039 Quadratmeter. Das Rückleitungs-wasser des Fernwärmenetzes wird zunächst im Feld der Flachkollektoren über einen Wärmetauscher auf etwa 70-75 Grad Celsius vorgewärmt. Anschließend durchläuft das vorgewärmte Wasser das Parabolrinnenfeld, das die Temperatur auf 75–95 Grad Celsius erhöht.
Die Parabolrinnenkollektoren wurden von Aalborg CSP A/S hergestellt. Die Kombination von Flach- und Parabolrinnenkollektoren bietet dabei mehrere Vorteile:
- Temperaturabhängige Effizienz: Flachkollektoren arbeiten effizient bei niedrigeren Temperaturen, während Parabolrinnenkollektoren mit evakuierten Absorbern auch bei höheren Temperaturen hohe Wirkungsgrade erzielen.
- Überhitzungsschutz: Die Parabolrinnen können defokussiert werden, um Stagnation (bei wenig Wärmebedarf) zu verhindern, wodurch höhere solare Deckungsanteile von bis zu 30 Prozent ohne zusätzlichen Speicherbedarf erreicht werden können.
Wenn nicht genug Wärme geliefert wird, dienen zwei Erdgaskessel mit einer Gesamtleistung von 9,1 Megawatt als sekundäre Wärmequelle. Zusätzlich stehen zwei Wärmespeichertanks mit einem Gesamtvolumen von 2.430 Kubikmeter zur Verfügung, die im Sommer mehrere Tage lang als Kurzzeitspeicher genutzt werden können.
Die Anlage wurde von September 2015 bis August 2016 sowohl gemessen als auch simuliert. Für Nordjütland wird die potenzielle Jahresleistung der Anlage auf 5.180 Megawattstunde (518 Kilowattstunden pro Quadratmeter) geschätzt. Die Ergebnisse aus Taars zeigen, dass die hybride Kombination verschiedener Kollektortypen eine optimierte Lösung für Fernwärmenetze darstellt und in gemäßigten Klimazonen funktioniert.