Kosten senken durch Solarenergie
Die Sonne scheint auch für Unternehmen
Das klassische Marktsegment für Solarkollektoren war bisher die private Nutzung auf dem Dach von Einfamilienhäusern. Damit wurde beispielsweise das Warmwasser bereitet. Was bei Privathaushalten funktioniert, ist auch für industrielle Wärme möglich. Mit Solarthermieanlagen können Unternehmen Energiekosten reduzieren.
Ungefähr die Hälfte der industriell genutzten Energie wird für den Wärmesektor benötigt. Bei einem Fünftel davon handelt es sich um Temperaturen von unter 100 Grad Celsius. Das ist Wärme, die in diesen Größenordnungen auch von der Sonne gewonnen werden könnte. Diese Variante kann als Energiesparoption für viele Industriezweige infrage kommen. Bislang führte durch Solaranlangen erzeugte industrielle Wärme allerdings eher ein Schattendasein. Nach Angaben des Bundesverbands Solarwirtschaft erzeugen nur ein Prozent aller Solarthermieanlagen Wärme für industrielle Prozesse. Dies ist angesichts des Einsparpotenzials und der Fördermöglichkeiten für die Unternehmen ausbaufähig. Drei Industriebeispiele standen für den Film im Webvideomagazin ‚www.ressource-deutschland.tv‘ Modell. Dort zeigen sie, wie sie durch Solarthermie ihre Kosten signifikant senken konnten. Die Unternehmen stammen aus sehr unterschiedlichen Branchen – es handelt sich um eine Bäckerei, ein Galvanikunternehmen und eine Lackiererei. Die neunte Ausgabe von Rockwell Automations „State of Smart Manufacturing“ Report liefert Einblicke in Trends und Herausforderungen für Hersteller. Dazu wurden über 1.500 Fertigungsunternehmen befragt, knapp 100 der befragten Unternehmen kommen aus Deutschland. ‣ weiterlesen
KI in Fertigungsbranche vorn
Drei wollen sparen
Alle eint jedoch dieselbe Herausforderung: Sie wollten ihren Energiebedarf für die Wärmeerzeugung reduzieren. Auf der Suche nach Optimierungsmöglichkeiten im Betrieb fasste das Galvanikunternehmen Hustert Galvanik GmbH die Nutzung solarer Prozesswärme an zwei Stellen in seinen Fertigungsprozessen ins Auge. Einen Ansatzpunkt stellte die Reinigung der Teile vor dem Verzinkungsprozess in speziellen Entfettungsbädern dar. Die für die Beheizung der Reinigungsbecken benötigten Temperaturen liegen zwischen 50 und 60 Grad Celsius. Ein zweiter Ansatzpunkt bot sich nach dem Verzinkungsprozess, wenn die Teile durch einen 70 Grad Celsius warmen Luftstrom getrocknet werden. Beides Temperaturbereiche, bei denen es sich lohnt, die Kraft der Sonne zu nutzen. Sowohl für das Warmwasser in den Reinigungsbecken als auch für die Trockenanlage nutzte Hustert Galvanik bislang einen Ölbrenner. Nun kommt circa ein Drittel der Wärme von der 220 Quadratmeter großen Solarthermieanlage, die über eine Heizleistung von 150 Kilowatt verfügt. An bestimmten Tagen mit guten Wettervoraussetzungen kann der Ölbrenner sogar komplett ausgeschaltet bleiben. Laut Ralf Thüsing, Geschäftsführer der Hustert Galvanik GmbH, hat sich die Anlage schnell bezahlt gemacht. „Die komplette Anlage wurde im Jahr 2011 installiert und läuft seitdem komplett störungsfrei.“ Mit ihrer Unterstützung spart das Unternehmen bedeutende Mengen Heizöl. „Über das Jahr gerechnet, bringt die Maßnahme Einsparungen in Höhe von 15.000 Litern Öl und eine Reduzierung des CO2-Ausstoßes um 35 Tonnen“, sagt Thüsing.
Konstanter Luftstrom
Das Lackiercenter Schulte benötigt in ihrer Lackierkammer einen konstanten Luftstrom, damit sich keine Staubpartikel auf den zu beschichtenden Teilen ablagern. Insgesamt geht es um ein Luftvolumen von 23.000 Kubikmetern pro Stunde, das eine konstante Temperatur von 23 Grad Celsius aufweisen muss. Nach diesem Prozess sorgt im nächsten Schritt rund 70 Grad Celsius warme Luft für ein gleichmäßiges Trocknen der lackierten Teile. „Über einen intelligenten Ladeverteiler wird die solar gewonnene Energie in zwei eigens bereitgestellte Pufferspeicher eingelagert, um sie von dort aus für die solare Prozesswärme-Unterstützung der Lackier- und Trocknungsprozesse abzurufen“, erklärt Daniel Feuerborn von der Firma s-Power Entwicklungs- und Vertriebs GmbH, die die rund 140 Quadratmeter große Anlage installiert hat. Es gibt dort jetzt zwei 5.000-Liter-Speicher, je einer für die Trocknungskabine und die Lackierkabine. Sie fungieren als Pufferspeicher, weil zwei verschiedene Temperaturen gefahren werden. Eingespart wird aber auch noch auf anderem Weg: „Auf dem Dach befindet sich ein Rotationswärmetauscher, der die Wärme aus der Abluft in die Zuluft überträgt“, erläutert Feuerborn. Die Bilanz der Ersparnisse kann sich sehen lassen. „Wir sparen circa 32 Prozent durch die Solarthermieanlage und weitere 20 Prozent durch die Wärmerückgewinnung“, sagt der Geschäftsführer der Lackiererei, Herbert Schulte. Der Thin[gk]athon, veranstaltet vom Smart Systems Hub, vereint kollaborative Intelligenz und Industrie-Expertise, um in einem dreitägigen Hackathon innovative Lösungsansätze für komplexe Fragestellungen zu generieren. ‣ weiterlesen
Innovationstreiber Thin[gk]athon: Kollaborative Intelligenz trifft auf Industrie-Expertise
Spülwasser erhitzen
Auch in der Lebensmittelindustrie bietet sich die Nutzung solarer Prozesswärme an. Die Bäckerei Gebrüder Hack Feinbackwaren GmbH benötigt täglich viele Tausend Liter Wasser für die Reinigung ihrer Fertigungslinien. Bisher wurde das Spülwasser durch eine Gasheizung erwärmt. Die 7.000 Liter Wasser mit einer Temperatur von 65 Grad Celsius werden seit April 2014 mit einer neuen Solarthermieanlage gewonnen. Auf der Südseite der Bäckerei ist eine fast 100 Quadratmeter große Kollektorfläche installiert. Über ein kaskadenartiges System an Speichern kann über den Tag so viel solare Wärme gespeichert werden, dass auf diese Weise für die Reinigung der Fertigungslinie am Schichtende sogar mehr als 7.000 Liter Heißwasser zur Verfügung stehen. Durch eine Förderung des Bundes soll sich die Anlage nach nur zwei Jahren bereits amortisiert haben. Der Gasbedarf ging durch die Nutzung der Sonnenenergie um rund zwei Drittel zurück.
Förderung winkt
Seit knapp zwei Jahren gibt es wieder Marktanreize für Unternehmen, die für ihre Wärmeaufbereitung auf die Sonne setzen wollen. Die staatliche Förderung durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle wird aus dem Energie- und Klimafonds bestritten. Gefördert wird eine Bruttokollektorfläche von bis zu 1.000 Quadratmetern mit bis zu der Hälfte der Investitionskosten; bei kleineren Flächen bis zu 20 Quadtratmetern werden 90 Euro pro Quadratmeter gezahlt. Potenzial, mittels Solarthermie in der industriellen Produktion fossile Energieträger und somit Geld zu sparen, gibt es bei den Betrieben in Deutschland noch genügend. Nach Angaben des Bundesverbands für Solarwirtschaft kann die industrielle Prozesswärme bis zum Jahr 2030 zu rund einem Zehntel ökoeffizient aus Solarwärmeanlagen bezogen werden.
