Das Potential der solaren Prozesswärme wurde in der Schweiz von einigen Unternehmen in den letzten Jahren erkannt. Mit der Unterstützung des BFE wurden eine Reihe innovativer solarthermischer Pilotund Demonstrationsanlagen (P+D) zur Bereitstellung von Prozesswärme errichtet. Sechs dieser Anlagen wurden vom SPF Institut für Solartechnik im Rahmen dieser Evaluationsstudie ab 2014 begleitet und unter techno-ökonomischen Gesichtspunkten evaluiert. Die Anlagen befinden sich an unterschiedlichen Standorten, nutzen unterschiedliche Kollektortechnologien und Betriebstemperaturen. Die Untersuchung der P+D Anlagen ermöglicht es innovative Technologien (z.B. Parabolrinnen) im industriellen Umfeld zu erproben und Erfahrung für Folgeprojekte zu sammeln. Durch die Überwachung der Anlagen, die umfassende energetische Auswertung aller verfügbaren Betriebsdaten und den daraus folgenden Erfahrungen konnten unter anderem Schwachstellen aufgedeckt und korrigiert werden, sowie konkrete Anlagenverbesserungen erreicht werden. Um die Effizienz der Solaranlagen zu bewerten wurden die gemessenen Kollektorfelderträge mit den im GainBuddy Tool berechneten Kollektorfelderträgen verglichen. Für die ökonomische Betrachtung wurden die Gesamtinvestitionskosten und die Kostenaufteilung zusammengetragen. Insgesamt liefern die solaren Prozesswärmeanlagen zufriedenstellende Ergebnisse. Jedoch muss die solare Prozesswärme weiterhin einige Hindernisse überwinden um in Zukunft als eine alternative und verlässliche industrielle Wärmequelle zu gelten.

Résumé

Le potentiel de la chaleur de processus solaire en Suisse a été reconnu ces dernières années par certaines entreprises. Avec le soutien de l'OFEN, une série de programmes solaires thermiques pilotes et de démonstration (P+D) innovantes pour la production de chaleur industrielle ont été mises en place. Six de ces installations ont été accompagnées et évaluées dans le cadre de cette étude d'évaluation à partir de 2014 sous l'aspect technico-économique par le SPF Institut für Solartechnik. Les installations sont situées à différents endroits, utilisent différentes technologies de capteurs et des différentes températures de fonctionnement. L'étude des programmes de P+D nous permet de tester des technologies innovantes (par ex. auge parabolique) dans l'environnement industriel et d'acquérir de l'expérience pour des projets de suivi. La surveillance des installations, l'évaluation énergétique complète de toutes les données d'exploitation disponibles et l'expérience acquise ont permis, entre autres, d'identifier et de corriger les points faibles et de concrètement améliorer l'installation. Afin d'évaluer l'efficacité des systèmes solaires, les rendements mesurés des champs de capteurs ont été comparés avec les rendements calculés par l'outil GainBuddy. Le total des coûts d'investissement et la répartition des coûts ont été compilés pour l'analyse économique. Dans l'ensemble, les centrales thermiques solaires de processus fournissent des résultats satisfaisants. Toutefois, pour être considérée comme une source de chaleur industrielle alternative et fiable à l'avenir, la chaleur de processus solaire doit continuer à surmonter certains obstacles.

Summary

The potential of solar process heat has been recognized in Switzerland by some companies. With the support of the SFOE, a number of innovative solar thermal pilot and demonstration plants (P+D) have been set up to provide process heat. Six of these plants were supported by the SPF Institute for Solar Technology in the context of this evaluation study starting from 2014 and investigated under the technoeconomic aspect. The plants are located at different locations, using different collector technologies and various operating temperatures. The investigation of the P+D facilities enables innovative technologies (such as parabolic troughs) to be tested in industrial settings and to gain experience for follow-up projects. By monitoring the plants, it was possible to detect and correct weak points and to achieve concrete plant improvements among other achievements. In order to evaluate the efficiency of the solar systems, the measured collector field yields were compared with the collector field yields calculated by the GainBuddy tool. For the economic analysis, the total investment costs and the cost allocation were compiled. Overall, the solar process heat plants provide satisfactory results. However, solar process heat still has to overcome some obstacles to become an alternative and reliable source of industrial heat in the future.