Guten Tag. Mein Name ist Jens Kötter. Ich vertrete Professor Klemens Schwarzer, den Leiter des Solarinstitutes Jülich. Ich arbeite auch im Solarinstitut Jülich als Diplom-Ingenieur und beschäftige mich hier mit dem Projekt "Entwicklung und Erprobung von Solar- und Prozesswärmesystemen für den Einsatz in sonnenreichen Ländern".
Konkret geht es bei diesem Projekt um die Einbindung eines Solar- und Prozesswärmesystems zur Wärmeversorgung einer Großbäckerei. Die Bäckerei besteht schon seit vielen Jahren in Ouagadougou. Das ist die Hauptstadt von Burkina Faso in Westafrika. Produziert werden dort ca. 1000 Brote pro Tag. Zur Zeit sind diese Öfen aus europäischer Herstellung komplett mit Öl betrieben. Aufgabe ist es jetzt, eine Solaranlage dafür zu entwickeln.
Die Untersuchung der Öfen ergab, dass bei ungefähr 250 Grad gebacken wird – was ein recht hoher Temperaturbereich für Solartechnik ist. Wenn man sich dann das Strahlungsangebot anguckt von Ouagadougou, dann sieht man, dass da im Vergleich zu Köln doch erheblich mehr an Sonne ist.
Deshalb ist natürlich sehr sinnvoll, solche Systeme dort zu etablieren. Zwischen Mai und September ist in Burkina Faso allerdings Regenzeit. Aber trotz allem erhält man deutlich mehr Energie von der Sonne als in Deutschland.
Überlegungen, wie wir so ein Projekt realisieren kann, führten dazu, dass wir feststellten: Auf dem gesamten Weltmarkt sind keine Solaranlagen erhältlich, die man für diese Aufgabe einsetzen könnte. Dies war der Grund, dass wir auf die von Wolfgang Scheffler entwickelten Spiegel zurückgegriffen haben.
Um diese Bäckerei zu betreiben sind 16 Spiegel nötig. Anders als bei meisten Anlagen von Wolfgang Scheffler wird hier kein Dampf produziert, sondern direkt Luft auf die gewünschten Temperaturen erhitzt. Das hat den Vorteil, dass man nicht mit allzu hohem Druck zu tun hat. Der Temperaturbereich, der für Großküchen sinnvoll ist, lässt sich noch mit
vertretbarem Druck herstellen. Wenn man aber in höhere Temperaturbereiche kommt, dann wird es kritisch.
Deshalb haben wir uns für das Medium Luft entschieden, was einige Vor- und Nachteile mit sich bringt. Da diese Öfen sowieso mit Umluft betrieben werden, war es naheliegend keinen anderen Wärmeträger einzusetzen.
Da meistens morgens frisches Brot gewünscht wird, wird vor Sonnenaufgang gebacken. Deshalb mussten wir einen Wärmespeicher einsetzen. Wir haben uns für einen sogenannten Kiesbettspeicher entschieden.
Zum Prinzip des Schefflerspiegels gehört die Nachführung im 2-Stundenrhythmus. Die Spiegel drehen sich also. Es stehen sich immer zwei Spiegel gegenüber, die wiederum einen Abschnitt aus einem Gesamtparaboloiden bilden. Durch die Anordnung von 2 Spiegeln habe ich die Leistung von 2 Spiegeln letztendlich auf einem Brennpunkt.
Wenn ich hier einen Receiver positioniere kann ich diesen von zwei Seiten anstrahlen und habe die doppelte Leistung drauf. Nach dem gleichen Prinzip funktionieren die Dampfanlagen in Indien. Ein Receiver ist ein Empfänger, der die Strahlung einfängt und in Wärme umwandelt.
Wir hatten dann in Afrika den ersten Spiegel in einer Werkstatt vor Ort gebaut um eben auch mal einen Lehrgang zu geben, wie man diese Scheffler-Spiegel herstellt. Wir haben uns dann wieder zurückgezogen und in der Abwesenheit hat dann die Metallwerkstatt die weiteren 15 Spiegel hergestellt. Das klappte sehr gut. Durch diesen Bau vor Ort soll die Akzeptanz noch mal gesteigert werden.
Ich denke nicht, dass es wirklich sinnvoll ist, in solch einer Größenordnung eine Anlage in Europa zu produzieren um sie später in Afrika aufzustellen - und dann wieder zu gehen. Gerade die Reparaturen und die Wartung dieser Anlagen wird wahrscheinlich eher gewährleistet sein, wenn die Betreiber der Anlage auch bei dem Bau mit involviert sind.
Anders als in Indien haben wir Spiegel aus Aluminium verwendet. Das ist ein 0,5 mm hochglanzgewalztes Aluminiumblech, das sehr gute Reflektionseigenschaften hat. Mit der Haltbarkeit bin ich mal gespannt: Der Hersteller verspricht lange lange Jahre der Haltbarkeit. Dies wird der Test in der Praxis zeigen. Ich kenne allerdings auch andere Anlagen aus Aluminium, die schon eine recht hohe Lebensdauer haben.
Großer Vorteil ist das geringe Gewicht. Das ist wichtig, da es solche Spiegel in Burkina
Faso nicht zu kaufen gibt. Durch das geringe Gewicht konnten wir diese aus Deutschland nach Afrika schicken.
Es ist bekannt, dass häufig solche Spiegel gestohlen werden. Es sind uns tatsächlich gerade wieder 10 m² abmontiert worden. Die müssen wir jetzt eben hinterherschicken. So etwas passiert schon ab und an.
Jens Kötter: Der Platzbedarf ist immens. Die Spiegel haben jetzt zusammen eine Apparaturfläche von ungefähr 80 m². Der Gesamtplatzbedarf ist 50 x 10 m also 500 m² ungefähr - ich hab das jetzt nicht genau im Kopf. So etwa sind jedoch die Verhältnisse. Also der Platzbedarf ist schon groß, wobei wir das Glück hatten, dass diese Bäckerei am Stadtrand liegt und genügend Platz vorhanden ist. Anfangs war auch mal überlegt worden, die ganze Anlage aufs Dach zu setzten - wobei bei der Bäckerei die Dachfläche nicht ausgereicht hätte.
Als Wärmespeicher dient hier einer von den Containern die wir mit runter geschickt hatten. Der ist dann so umgebaut worden, dass er mit Steinen gefüllt werden kann und die Luft so durch den Container geführt werden kann, dass die Steine gleichmäßig die Hitze speichern. Gleiches Prinzip wie in diesen alten Nachtspeicheröfen.
Das Solarinstitut Jülich hatte da im Niedertemperaturenbereich schon weitgehende Erfahrungen gemacht und letztendlich lässt sich die Technik auch für höhere Temperaturen einsetzen. Es wird sich im Laufe der Zeit herausstellen, welche Techniken sich durchsetzen werden.
Die Anlage ist so ausgelegt, dass man tatsächlich 30 kW an Leistung im Ofen hat. Das ist dann auch die Leistung, die der Ölbrenner im Moment noch liefert.
Gesamtapparaturfläche ist, wie gesagt, 80 m². Die Gesamtkosten belaufen sich auf 50.000 EUR. Das klingt sehr viel. Es ist so, weil es sich um einen Prototyp handelt. Es wurden zum Teil sehr hochwertige Materialen verwendet - und es wird sich im Laufe der Zeit zeigen, wo man da noch Einsparungen machen kann. Es gibt da bestimmt noch eine Menge Möglichkeiten. Mit dabei in den Kosten ist natürlich auch das ganze wissenschaftliche Equipment. Es wird natürlich sehr exakt vermessen, um später mehr Aussagen über die Güte und Qualität der Anlage machen zu können. Diese Kosten fallen später in der Serienproduktion weg.
Die Materialkosten für einen einzelnen Spiegel komplett mit Gestell liegen bei ungefähr 750 EUR, daran sieht man schon bei 16 Spiegeln, dass der Löwenanteil für den ganzen Rest drauf geht.
Jens Kötter: In diesem Fall mit Diesel.
Jens Kötter: Im Moment noch gar nichts, weil die Anlage noch nicht in Betrieb ist. Das Projekt läuft noch. Ich fliege im Oktober wieder hin, um die Anlage zum Laufen zu bringen. Ich weiß jetzt gar nicht genau, was im Moment verbraucht wird, ich glaube ungefähr 300 l im Monat.
Ein großes Problem bei Projekten in Afrika ist, dass man meistens keine Isolierung kaufen kann. Diese mussten wir komplett aus Deutschland mitbringen - in einem großen Überseecontainer. Das tut dann natürlich weh, diese ganze Isolierung, die eigentlich gar nichts wiegt, in so einem großen Container transportieren zu lassen und dann die entsprechend hohen Transportkosten zu haben. Der Bedarf an Isolierung scheint in Afrika sehr gering zu sein. Was mich wundert, da in den großen Städten viele klimatisierte große Gebäude sind, eigentlich müssten die ja auch isoliert sein. Allerdings wäre das natürlich eine Isolierung, die für unseren Temperaturbereich gar nicht verwendbar wäre.
Es ist also ein Problem, da es immer eine Menge Spezialkomponenten gibt, die es dann vor Ort doch nicht gibt.
Die ganzen Metallsachen kriegt man wirklich überall auf der Welt – also die ganzen Winkeleisen und Metallrohre. Die sind wirklich unproblematisch und wahrscheinlich an jedem Ort der Welt zu bekommen.
Der nächste Schritt für uns ist die Inbetriebnahme des ganzen Systems und anschließende Analyse. Wir arbeiten bei uns noch im Simulationstool, um solche Sachen auch für spätere Anlagen noch vereinfachen zu können. Ganz am Ende arbeiten wir noch an der Optimierung des Systems.
Jens Kötter: Das ganze Projekt ist schon vor Jahren vorbereitet worden, als ich selber noch Student war. Maßgeblich ist die Organisation „Chretiens pour le Sahel“ beteiligt. Das ist eine Organisation, die in Luxemburg angesiedelt ist. Diese Leute sind an das Solarinstitut herangetreten. Wobei der Kontakt sogar in Burkina Faso hergestellt wurde, als ein früherer Mitarbeiter vom Solarinstitut mit einem Kocherprojekt in Burkina Faso unterwegs war. Wer letztendlich die Idee hatte, das weiß ich nicht so genau. Aber das sind dann halt doch keine Afrikaner gewesen.
Jens Kötter: Das ganze läuft als Forschungsprojekt, was vom Landesministerium für Wissenschaft und Forschung unterstützt wird. Einen Teil zahlt auch diese Entwicklungshilfeorganisation aus Luxemburg. Zusammen ist es dann möglich so etwas zu finanzieren.
Jens Kötter: Die werden relativ gering sein. Wie hoch die dann tatsächlich sind? Wenn ich jetzt einfach eine Zahl nehme, dann würde ich sagen 1% der Gesamtkosten. Das kann richtig sein, kann aber auch falsch sein. Es wird sich zeigen, wie viele Spiegel noch geklaut werden. Die Lohnkosten sind sehr gering. Es wird wahrscheinlich billiger sein, jemanden fest einzustellen, der als Wächter diese Anlage bewacht. Man schafft dann dadurch noch einen Arbeitsplatz, was wohl auch nicht verkehrt ist. Also es wird sich zeigen wie hoch dann tatsächlich die Betriebskosten sind.
Jens Kötter: Nein, das ganze ist eine große Schule, die von afrikanischen Ordensbrüdern geleitet wird. Die Entwicklungshilfeorganisation aus Luxemburg unterstützt diese Ordensbrüder mit irgendwelchen Teilprojekten. Aber diese Bäckerei ist Bestandteil eines großen Schul- und Ausbildungskomplexes mit Berufsschulen. Diese Bäckerei dient auch als Lehrbäckerei und da gibt es auch Kfz-Werkstätten sowie Metallwerkstätten, wo z.B. die ganzen Spiegel hergestellt werden. Das ist ein sehr großer Komplex mit ungefähr 1000 Schülern und liegt ganz am Rande der Stadt.
Jens Kötter: Wirkliche Konkurrenz zu einem dieselbetriebenen Ofen ohne jegliche Förderung hinzukriegen, halte ich zumindest beim derzeitigen Stand der Technik für unmöglich. Dies hängt immer davon ab, ob und wie günstig man einen Kredit bekommt. Wenn man natürlich einen zinsfreien Kredit bekommt, dann ist das kein Problem, vor allem wenn man 15 Jahre hat, um ihn abzubezahlen.
Wenn man mehrere Anlagen baut, könnte es auch günstiger werden. Ich habe gehört, in Indien lägen die Amortisationszeiten bei 3 Jahren. Das wäre natürlich toll, wenn wir das erreichen können, im Moment kann ich mir das allerdings noch nicht vorstellen. Hierzu müssen wir zunächst alle Kostenoptimierungspotentiale ausschöpfen, damit wir dahin kommen. Aber unmöglich ist das nicht.
Ich bedanke mich für Ihre Aufmerksamkeit.