Machbarkeitsstudie für die solarthermische Beheizungsunterstützung vonGewächshäusern im Bestand

Abstract

Eine Bachelorarbeit mit dem Titel Eine Machbarkeitsstudie für die solarthermische Beheizungsunterstützung von Gewächshäusern im Bestand. Dafür wurden zunächst bestehende und aktuell durchgeführte Pilotprojekte untersucht. Das Projekt ZukunftInitiative NiedrigEnergieGewächshaus (ZINEG) mit vier Standorten in Deutschland hat eine 5-jährige Laufzeit (01.05.2009 bis 30.04.2014). An allen Standorten wird versucht mit unterschiedlichen technischen und kulturtechnischen Maßnahmen in den Versuchs-Gewächshäusern CO2 neutral Pflanzen zu züchten. 1980 bis 1983 wurde in Hamburg/Fünfhausen versucht ein Gewächshaus durch eine Wärmepumpe und eine Solarthermieanlage zu beheizen und in den Niederlanden/ Gravenzande stehen Gewächshäuser mit Aquifer-Speicher. Anschließend wurden drei Musterbetriebe aus den Vierlanden, Umland von Hamburg, aufgesucht. Die Betriebe wurden nach einem niedrigen, mittleren und hohen Heizaufwand ausgewählt. Betrieb 1 hat eine beheizte Grundfläche von 3140m², aufgeteilt auf 6 Gewächshäuser und heizt mit Gas bzw. Öl. Betrieb 2 beheizt 8 Gewächshäuser, die eine Grundfläche von 2889m² haben mit Holzpellets und Betrieb 3 beheizt 7 Gewächshäuser, die eine Fläche von 9650m² haben mit Anthrazit. Ziel war zu überprüfen, inwieweit ein Teil des Heizbedarfes bei bestehender Heizungsanlage mit einer Solarthermieanlage abgedeckt werden kann und ob eine wirtschaftlich sinnvolle Amortisationszeit unter 20 Jahren zu erreichen ist. Angesichts der Brennstoffkosten der drei Betriebe, die aktuell zwischen 2-4 ct/kWh liegen, amortisiert sich eine Solarthermieanlage innerhalb des angestrebten Zeitraums von 20 Jahren nicht. Betrieb1 benötigt im Sommer gar keine Heizung und damit stünde die Solarthermieanlage in diesem Betrieb im Sommer 12 Wochen still. Die Solarthermieanlagen wurden in der Berechnung so, ausgelegt, dass im Sommer die Solaranlage die Beheizung der Gewächshäuser übernimmt und keine zu großen Überschüsse entstehen. Die Konsequenz daraus ist, dass in den Übergangszeiten und im Winter kaum eine Heizungsunterstützung möglich wäre. Solarthermieanlagen unter solchen Umständen, würden sich erst bei höheren Brennstoffkosten, wie z.B. 10 ct/kWh, rentieren.

A bachelor thesis titled Feasibility Study For Solar Thermal Heating Support of Existing Greenhouses. Therefore existing and current pilot projects where examined. The project “ZukunftInitiative NiedrigEnergieGewächshaus (ZINEG)”, is a research project in low energy greenhouses, with four locations in Germany from 01.05.2009 to 30.05.2014. The challenge at all locations is to grow plants CO2-neutral by using different technical means and different ways of cultivation. Between 1980 and 1983 a test to heat a greenhouse by using a heat pump and a solar heating system took place in Fünfhausen/Hamburg and in Gravenzande/ Netherlands greenhouses with are aquifer reservoir are in use. Thereafter three horticultural sample businesses in the Vierlanden/Hamburg were visited. The businesses were selected according to their low, average and high heating demand. Business 1 has a heated space of 3140m² divided in six greenhouses and uses gas and oil for heating. Business 2 is heating 8 greenhouses with a space of 2889m² by using wood pellets and business 3 is heating 7 greenhouses with a space of 9650m² with anthracite coal. The goal is to examine to what extant part of the heating demand can be covered by a solar heating system when a conventional heating system is existent. The system should become economically effective within 20 years. Taking into account, the heating cost of 2 - 4 ct/kWh, that the three businesses currently have, the system will not become cost efficient within a period of 20 years. Since business 1 does not need heating during summer the solar heating system would be out of use for 12 weeks each summer. The system is designed to cover all necessary heating during summer without too much surplus energy. That means however that there would be no heating support possible in autumn, winter and spring. The solar system is only cost efficient under such circumstances when fuel costs are higher. At fuel costs of 10 ct/kWh the solar heating system would be cost efficient.