Entwicklung neuartiger Solarkollektoren in Kunststoffbauweise

Ein großer Forschungsschwerpunkt an der JKU widmet sich der Vernetzung von Kunststoff- und Solarenergieforschung. An dem Forschungsprojekt sind insgesamt neun wissenschaftliche Partnerinnen und zehn Unternehmen beteiligt. „So wird die weltweite Spitzenposition Österreichs auf dem Gebiet der Solarthermie durch kunststofftechnische Neuentwicklungen weiter ausgebaut!“ ist Univ.-Prof. Dr. Georg Steinbichler vom Institut für Polymer-Spritzgießtechnik und Prozessautomatisierung an der JKU überzeugt.

Solarkollektoren aus Kunststoff gelten als einer der Hoffnungsträger für die Solarthermie. Derzeit werden Kollektorsysteme noch in aufwändigen und kostenintensiven Fertigungsprozessen aus einer Vielzahl unterschiedlicher Materialien mit einem vergleichsweise geringem Kunststoffanteil gefertigt. Bestimmte Rohstoffressourcen — beispielsweise Kupfer für Absorber — werden in Zukunft nur mehr begrenzt verfügbar sein. Zudem liegt in der Verwendung eines zunehmenden Anteils von Polymerwerkstoffen in solarthermischen Systemen auch ein hohes Potenzial für innovative Weiterentwicklungen in Bezug auf Funktionsfähigkeit und attraktiveres Design. Gleichzeitig reduzieren sich die Herstellkosten durch Einsatz großserientauglicher automatisierbarer Kunststoffverarbeitungsprozesse.

Herausforderung: hohe Temperatur

Ein wesentlicher Punkt an dem die Forscher arbeiten sind die hohen Temperaturen. Kunststoffe sind Temperaturen zwischen 150 bis 200°C ausgesetzt, wenn im Sommer auf dem Dach Wärme erzeugt, aber nicht verbraucht wird. Um mit dem hohen Energieeintrag zurechtzukommen, gibt es zwei Lösungsansätze. Der erste ist die Verwendung von höher temperaturbeständigen Hochleistungspolymeren für die Kollektoren. Solche Hochleistungspolymere sind aber deutlich teurer als die bisher verwendeten Werkstoffe Kupfer und Aluminium. Um mit günstigeren Standard-Kunststoffen wie Polyolefinen zu arbeiten, könnte ein Überhitzungsschutz zum Einsatz kommen.

Großes Wachstumspotenzial der Solarthermie

Die Mitgliedsstaaten der Europäischen Union haben sich verpflichtet, bis 2020 den Anteil erneuerbarer Energie am Endenergieverbrauch auf 20% zu erhöhen. Um dieses Ziel zu erreichen, wird auch die Solarthermie in Österreich jährlich im Durchschnitt um 25% wachsen müssen. In Europa wurden 2009 4,3 Millionen Quadratmeter neue Sonnenkollektoren installiert, übrigens 1,4 Millionen – rund ein Drittel – davon in Österreich produziert.