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Auszug aus dem Gutachten des Fraunhoferinstituts für solare Energieanwendungen Dies ist ein Auszug aus
einem Gutachten über die Solarmuschel, das Dr. A. Häberle für das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE
im November 2000 erstellt hat. Dr. Häberle hat über 10 Jahre lang am ISE
konzentrierende Solarenergiesysteme entwickelt, gebaut und bewertet. Er kann
als ausgewiesener Experte auf diesem Gebiet betrachtet werden. Seit November 2000 hat sich das Projekt
Solarmuschel wesentlich weiterentwickelt, so dass einzelne Aussagen des
Gutachtens überholt sind. Die Teile, die nicht mehr aktuell sind, wurden
gelöscht. Zell am Main im Dezember 2002 Andreas Nöhrig Geschäftsführer der PROZP-Solar GmbH Gutachten
zum Entwicklungsvorhaben der PROZOP-SOLAR
GmbH Bearbeiter Dr. A. Häberle PSE GmbH Christaweg 40 D-79114 Freiburg für das Fraunhofer-Institut
für Solare
Energiesysteme ISE Oltmannsstraße 5 D-79100 Freiburg Freiburg, November 00 1 Grundlage des Gutachtens Aufgabenstellung
des vorliegenden Gutachtens ist eine Beurteilung des PROZOP-Solar-Systems der
PROZOP-Solar GmbH, Margetshöchheim (Geschäftsführer Herr Nöhrig) unter
technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten. Insbesondere
die wirtschaftlichen Aspekte wurden keiner umfassenden Analyse un-terzogen,
sondern auf Plausibilität geprüft. Folgende
schriftliche Unterlagen standen zur Verfügung [1]
Lebenslauf Herr Nöhrig [2]
Marktszenarien für PROZOP-Solar [3]
Rumpfgeschäftsplan [4]
Alleinstellungsmerkmale [5]
Exposé [6]
Anschreiben [7]
Wirtschaftlichkeitsberechnung [8]
Zeichnungen In
diesen Unterlagen liegt der Schwerpunkt auf der Anwendung und
wirtschaftlichen Beschreibung.
Die Planung der technischen Realisierung ist hierin nicht ausreichend beschrieben,
um sich daraus ein zuverlässiges Bild machen zu können. Es
wurden deshalb einige klärende Gespräche mit Herrn Nöhrig geführt. Um einen besseren
Eindruck von den existierenden Prototypen zu bekommen, wurde am 22.11.00
die Fertigung von PROZOP-Solar besucht. 2
Gegenstand des Entwicklungsvorhabens ZWEIACHSIG
NACHGEFÜHRTES KONZENTRIERENDES SOLARENERGIESYSTEM ZUR ERZEUGUNG VON STROM
UND/ODER WÄRME Anwendungszweck
ist die gleichzeitige Erzeugung von Strom und Wärme aus Solarstrahlung. Ein
der Sonne nachgeführter parabolischer Reflektor konzentriert direkte
Solarstrahlung auf
einen Receiver, der mit speziell dafür geeigneten Solarzellen belegt ist. Die
Solarzellen werden rückseitig (auf der nicht beleuchteten Fläche) aktiv
gekühlt. Die abgeführte Wärme kann als
Nutzwärme zur Verfügung gestellt werden. KOMPONENTEN Spiegel Bauweise:
Styrodur und Sperrholz mit Epoxid laminiert bildet eine sog. Muschel. Die Innenseite
der Muschel ist mit dem Reflektormaterial beklebt. Die Form des Reflektors orientiert
sich an einem halbierten Paraboloid. Orientiert bedeutet, dass die exakte Form
durch plane Polygone (Flächen) nachgebildet wird. Die Brennweite des
Paraboloids entspricht etwa seinem Radius. Nachführungsmechanik Die
Nachführung erfolgt 2-dimensional, um eine Achse senkrecht zur horizontalen Ebene
(Stundenwinkel) und um eine Achse parallel zur horizontalen Ebene
(Neigungswinkel). Klappmechanismus Ein
Klappmechanismus kann über die Anforderung der Nachführung hinaus, den Spiegel
horizontal legen und dadurch die Spiegelfläche und Mechanik schützen. PV-Receiver Als
PV-Receiver, im Focus des Paraboloids, sind Konzentrator-Solarzellen
vorgesehen, die
zur Kühlung auf eine Stegdoppelplatte geklebt sind. Um eine homogene Beleuchtung
zu gewährleisten, ist in einigen Zentimeter Abstand eine Diffusor-Scheibe (Milchglas)
vorgesehen. Die Größe des Receivers ergibt sich aus der Größe des
Reflektors, dividiert durch den geometrischen Konzentrationsfaktor cgeom = 20. thermischer
Receiver Die
Stegdoppelplatte, die die Solarzellen kühlt, liefert gleichzeitig Nutzwärme.
Soll ausschließlich
Wärme produziert werden, kann ein thermisch optimierter Receiver eingesetzt
werden. Elektronik Die
Elektronik hat die mechanische Nachführung zur Sonne, die Regelung der
Wär-meabfuhr, die Stromeinspeisung und das Einklappen in den Ruhezustand zu
steuern. Eine
autarke Regelung auf der Basis von 4 PV Sensoren übernimmt die Feinjustierung der
mechanischen Nachführung. SYSTEMGRÖßE Die
vorgesehene Systemgröße ist aus der Produktbezeichnung "Muschel
400" "Muschel
800" und "Muschel 1200" abzuleiten. Der Durchmesser der
Apertur des Paraboloids
ist mit zunächst 400 cm und 800 cm geplant, eine zukünftige Version soll
1200 cm Durchmesser haben. Als effektive, beleuchtete Aperturfläche ergeben sich
daraus etwa 6 m², 24 m² und 54 m². 3 Technische Machbarkeit3.1
Aktueller Entwicklungsstand Es
existiert ein tragbares Funktionsmodell, mit dem das geplante Prinzip erklärt
werden kann. Der
Reflektor der ersten Muschel 400 ist etwa zur Hälfte fertig. Es
existieren nach Auskunft von Herrn Nöhrig eine Vielzahl von Patenten, die
jedoch für
die vorliegende Beurteilung nicht zur Verfügung standen. 3.2
Ist die technische Realisierung grundsätzlich möglich (unter
Laborbedingungen, industriell) Diese
Frage kann eindeutig mit ja beantwortet werden. Es gibt keine Bedenken gegen die
grundsätzliche technische Realisierbarkeit des Vorhabens, weder unter
Laborbedingungen (handwerkliche Einzelanfertigung) noch in industriellem
Maßstab (automatisiert). Spiegel Die
Fertigung der Muschel inkl. Verspiegelung ist sowohl in Einzelanfertigung
reali-sierbar, als auch automatisierbar. Nachführungsmechanik Es
ist sicher möglich, die Mechanik robust und dennoch mit ausreichender
Präzision zu
fertigen. Klappmechanismus Der
Klappmechanismus stellt keine prinzipiellen Probleme dar. PV-Receiver Marktverfügbare
Konzentrator-Solarzellen lassen sich zu ausreichend großen Modulen verschalten.
Der geplante Wirkungsgrad von 10 % ist realistisch, auch eine Steigerung des
Wirkungsgrads auf etwa 20% ist mittelfristig möglich. Die
Homogenität der Ausleuchtung des Moduls ist sehr wichtig. Durch einen
Diffusor kann
diese Homogenität erreicht werden. Die
Kühlung des Moduls durch einen vollflächig durchströmten Wärmetauscher (Stegdoppelplatte),
auf den die Zellen geklebt sind, ist ausreichend. Thermischer
Receiver Eine
Stegdoppelplatte ist ausreichend, die Wärmeabfuhr zu bewerkstelligen.
Flexible Schläuche,
die den entstehenden Temperaturen und Drücken standhalten sind verfügbar. 3.3
Gibt es absehbare technische Risiken, die eine Realisierung unwahrscheinlich
machen Technische
Risiken bestehen nicht hinsichtlich der Möglichkeit der Fertigung. Nachführungsmechanik
und Klappmechanismus Die
Zuverlässigkeit der Nachführmechanik ist entscheidend. Insbesondere das
Blockieren wegen Flugsand und Salz stellt ein Risiko dar, das aber
konstruktiv gelöst werden kann. PV-Receiver Die
Langlebigkeit des PV-Moduls ist ein Risiko, das aber nach dem Stand der
Technik gelöst
werden kann. Thermischer
Receiver Am
Receiver können, wenn die Wärme nicht abgeführt wird, sehr hohe Temperaturen auftreten,
die zu seiner Zerstörung führen. Diesem Risiko, muss durch die elektronische Regelung
begegnet werden. 3.4
Entspricht das Vorhaben dem Stand der Technik Diese
Frage ist ohne Einschränkung zu bejahen. 3.5
Organisation der technischen Umsetzung Die
Planung erscheint konsequent und aus technischer Sicht fundiert. 4
Anwendungsbereich und Kundennutzen des neuen Produkts Das
Vorhaben muss im Vergleich zu der am Markt bestehenden regenerativen
Energietechnik gesehen werden. Diese
ist: fest montierte PV-Module und ebenfalls fest montierte thermische
Kollektoren. Es
wird im Vergleich zu dieser bestehenden Technik zunächst kein neuer
Anwendungsbereich gesehen. Der Kundennutzen liegt also im niedrigeren Preis
pro erzeugter kWh Strom bzw. Wärme. Marketingaspekte
durch die optische Attraktivität des Systems existieren sicher, können hier
aber nicht bewertet werden. In weiterer Zukunft lassen sich
Anwendungsbereiche wie Prozesswärmeerzeugung oder photochemische Anwendung
der konzentrierten Solarstrahlung sehen. Diese sind aber nicht entscheidend
für den kurz- und mittelfristigen Markterfolg. 5
Risiken, Chancen und Voraussetzungen der Vermarktung Hier
muss darauf hingewiesen werden, dass das vorliegende Gutachten keine umfassende
Marktanalyse darstellt, sondern im Bereich von wirtschaftlichen Aussagen die
möglicherweise subjektive Meinung des Autors wiedergibt. 5.1
Wettbewerbsvorteile Es
ist ein modulares System, das zu hohen Anschlussleistungen skaliert werden kann.
Das ist insbesondere für den Ausbau der Fertigung von großem Vorteil, da die Fertigungskapazität
in kleinen Schritten erweitert werden kann. In
einem System wird Strom und Wärme erzeugt. Dort wo Strom und Wärme gebraucht werden,
kann das einen Kostenvorteil darstellen. 5.2
Marktrisiken Da
es sich um ein bewegtes System handelt, sind regelmäßige Wartungsintervalle nötig.
In welchen Abständen diese erfolgen müssen, ist noch nicht klar und
zusätzlich standortabhängig. 5.3
Markteinführung Wie
im Geschäftsplan vorgesehen, zunächst den "Mittelmeer-Hotelmarkt"
anzugehen erscheint
sinnvoll. Dort ist der Bedarf an Strom und Wärme gegeben, außerdem kann
das System imagewirksam eingesetzt werden. Eine
weitere sinnvolle Anwendung ist die solare Meerwasser-Entsalzung. Auch hier wird
Strom und Wärme benötigt, außerdem kann auf Energiespeicher verzichtet werden
und somit ein autarkes System realisiert werden. 6
Fazit 6.1
Zusammenfassung Das
PROZOP-Solar-System ist ein interessanter Ansatz, die Herstellungskosten
eines Konzentrator-Systems
zu reduzieren. Die
technische Realisierbarkeit ist gegeben. Grundsätzliche technische Einwände bestehen
nicht. |