Die Photovoltaik-Branche erlebt derzeit ein beeindruckendes Wachstum, steht jedoch auch vor bedeutenden Herausforderungen. Trotz der Schwierigkeiten und Lieferengpässe bleibt der Einsatz von Photovoltaikanlagen (PV) eine Schlüsseltechnologie, um Energiekosten zu senken und die Energieeffizienz zu verbessern – insbesondere in energieintensiven Bereichen wie Kühlhäusern. In diesem Beitrag zeigen wir, wie die Kombination von Photovoltaik und Kältespeicherung nicht nur zur Senkung der Energiekosten beiträgt, sondern auch die Zukunftsfähigkeit und Stabilität der Industrie sichert.
Installation von Solarmodulen: Nachhaltige Energie für die Zukunft.
Photovoltaik und Kühlhäuser: Ein zukunftsweisender Ansatz
Photovoltaikanlagen haben sich in den letzten Jahren als eine der führenden Quellen erneuerbarer Energie etabliert. Sie wandeln Sonnenlicht in elektrische Energie um und bieten eine effektive Möglichkeit, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern. Insbesondere in der Industrie, wo der Energiebedarf hoch ist, bieten PV-Anlagen erhebliche Vorteile. In Kühlhäusern, die kontinuierlich große Energiemengen zur Aufrechterhaltung der Kühlung benötigen, können sie eine zentrale Rolle spielen. Die Herausforderung besteht jedoch darin, diese Energie optimal zu nutzen.
An sonnigen Tagen erzeugen PV-Anlagen oft mehr Energie, als unmittelbar benötigt wird. Diese überschüssige Energie kann verwendet werden, um die Kühlräume intensiver herunterzukühlen, als es für den aktuellen Bedarf erforderlich wäre. Die so erzeugte zusätzliche Kälte wird gespeichert und kann später genutzt werden, wenn die Sonne nicht mehr scheint. Dies gewährleistet nicht nur eine konstante Temperatur im Kühlhaus, sondern reduziert auch den Energieverbrauch während der Nacht oder bei geringerer Sonneneinstrahlung.
Kältespeicherung: Energieeffizienz durch intelligente Kühlung
Die Kältespeicherung ermöglicht es, überschüssige Energie, die während der Sonnenstunden erzeugt wird, effektiv zu nutzen. Der Schlüssel liegt darin, das Kühlmittel im Kältekreislauf auf besonders niedrige Temperaturen zu bringen. Dies erfordert eine erhöhte Belastung der Kompressoren, die jedoch durch die verfügbare Solarenergie während der Sonnenspitzenzeiten unterstützt wird.
Photovoltaik-Erzeugung und Temperaturverlauf in einem Kühllager. Die Aufwärmzeit (von 16 Uhr bis 8 Uhr morgens am nächsten Tag) wird durch Senkung der Temperatur verlängert. In dieser Zeit wird kein Strom für die Kälteanlagen eingekauft. Daten eines Referenzprojekts mit einem Convenience-Food-Händler (08.-09. Juni 2024).
Durch die Abkühlung des Kühlmittels auf extrem niedrige Temperaturen kann das Kühlhaus auf tiefere und stabilere Temperaturen gebracht werden. Dies verlängert die Aufwärmphase, da es länger dauert, bis die minimalen Temperaturen erreicht werden. In dieser Zeit werden die Kompressoren entlastet, und das Kühlsystem benötigt keine zusätzliche Energie.
Das Prinzip der Kältespeicherung nutzt die überschüssige Sonnenenergie, um das Kühlhaus so weit herunterzukühlen, dass das System über mehrere Stunden, auch in die Nacht hinein, ohne zusätzliche Energie auskommt. Dadurch wird vermieden, dass bei steigenden Stromkosten zusätzliche Energie aus dem Netz bezogen werden muss. Dies reduziert nicht nur die Energiekosten, sondern optimiert auch die Nutzung der verfügbaren Solarenergie und erhöht die Gesamtenergieeffizienz des Kühlhauses.
Photovoltaik und Spotpreise: Eine wirtschaftliche Perspektive
Die Integration von Photovoltaikanlagen in die Energieversorgung von Kühlhäusern bietet nicht nur ökologische, sondern auch wirtschaftliche Vorteile. Besonders in Zeiten schwankender Spotpreise für Strom kann die Nutzung von PV-Anlagen einen erheblichen finanziellen Vorteil darstellen. Der Spotpreis ist der kurzfristig gehandelte Strompreis am Energiemarkt und kann stark variieren, insbesondere bei hoher Nachfrage oder unerwarteten Engpässen im Stromnetz.
Spotpreisorientierte Fahrweise der Abtauung eines Kühlhauses. Abtauungen (blaue Punkte) werden hauptsächlich zu Strompreisen unter dem durchschnittlichen Preis des Tages durchgeführt. Daten eines Referenzprojekts mit einem großen überregionalen Logistik-Unternehmen.
Durch die Eigenproduktion von Solarenergie können Unternehmen ihre Abhängigkeit von diesen preisschwankenden Strommärkten reduzieren. Überschüssige Energie aus der PV-Anlage kann in Zeiten hoher Spotpreise zur Kühlung der Kühlhäuser genutzt werden, anstatt teuren Strom aus dem Netz zu beziehen. Dies maximiert die wirtschaftliche Effizienz und senkt die Energiekosten erheblich, da die Notwendigkeit, Strom zu teuren Spotpreisen zu kaufen, minimiert wird. So wird nicht nur die Energiekostenoptimierung unterstützt, sondern auch die gesamte Kostenstruktur des Unternehmens stabilisiert.
Optimale Abtauung: Eine zentrale Herausforderung
Ein wichtiger Aspekt der Energieeffizienz in Kühlhäusern ist die richtige Abtauung der Kühlanlagen. Dabei wird Eis oder Frost von den Verdampfern entfernt, indem Wärme zugeführt wird. Diese Wärme gelangt in den Kühlraum, wodurch die Temperatur ansteigt und anschließend wieder gesenkt werden muss, um die gewünschte Temperatur aufrechtzuerhalten. Die Abtauung stellt jedoch auch eine Herausforderung dar, da sie im Widerspruch zur Logik des Kältespeichers steht. Es ist oft unklar, wann der ideale Zeitpunkt für die Abtauung ist – vor der Kältespeicherung, währenddessen oder danach. Diese Entscheidung hängt stark vom Nutzungsverhalten und den logistischen Abläufen im Kühlraum ab. Eine ineffiziente oder zu häufige Abtauung kann den Energieverbrauch erheblich erhöhen.
Wird ein Kühlraum zu oft abgetaut oder sind die Abtauzyklen nicht optimal gesteuert, führt dies zu einem unerwünschten Aufwärmen. Während des Abtauprozesses steigt die Temperatur im Kühlraum vorübergehend an, was einen erhöhten Energieaufwand erfordert, um die gewünschte Temperatur wiederherzustellen. Dies kann nicht nur die Energieeffizienz beeinträchtigen, sondern auch die Betriebskosten erhöhen. Da der Abtauprozess selbst viel Strom verbraucht, ist es entscheidend, den richtigen Zeitpunkt aus energetischer und kostentechnischer Sicht zu wählen. Es kann sich lohnen, die Abtauung während Zeiten günstiger Energie-Spotpreise durchzuführen, sofern das Nutzungsverhalten dies zulässt.
Coldsense: Die Lösung für optimale Effizienz
Coldsense bietet eine fortschrittliche Lösung zur Optimierung der Abtauung und Nutzung von Kältespeichern. Die Technologie von Coldsense nutzt moderne Sensortechnologie und datenbasierte Analysen, um den optimalen Zeitpunkt für die Abtauung präzise zu bestimmen. Durch die kontinuierliche Überwachung der Betriebsbedingungen und Analyse der verfügbaren Energie stellt Coldsense sicher, dass die Kühlräume stets effizient betrieben werden.
Das intelligente System von Coldsense passt die Abtauzyklen dynamisch an die aktuellen Anforderungen und die verfügbare Energie an. Es analysiert nicht nur die aktuellen Temperatur- und Energieverbrauchsdaten, sondern auch historische Daten und Prognosen. So wird die Energieeffizienz maximiert und die Betriebskosten werden gesenkt.
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