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Solarthermie: Linearspiegel-System Das Brennglas kommt zu neuen Ehren

Die Linearspiegel der Firma Isomorph bündeln die Sonnenstrahlen und machen Wasser auch bei diffusem Licht und im Winter kochend heiß.

Spiegel-Matrix
Eine Matrix aus 24 Spiegeln bündelt das Sonnenlicht auf den Absorber. Die gesamte Anlage ist 4,60 m breit und 2,75 m hoch. Ihre Leistung beträgt 4,5 kWp. -

Wenn Matthias Graßmann seine E-Mails überprüft, kann er viele davon gar nicht lesen. Die unbekannten Schriftzeichen lassen aber auf Absender in China schließen. Das Interesse aus dem Reich der Mitte wundert den Geschäftsführer der Isomorph Deutschland GmbH nicht. China hat sich zum Weltmarktführer in der Solarbranche entwickelt. Da weckt ein innovatives Produkt, wie es das Handwerksunternehmen aus Bamberg auf den Markt gebracht hat, schnell die Neugier der Konkurrenz aus Fernost.

Das Linearspiegel-System verfolgt einen ganz neuen Ansatz in der Solarthermie. Statt auf Fläche setzt Isomorph auf Bündelung, um möglichst viel Sonnenenergie einzufangen. 24 Spiegel aus beschichtetem Aluminium reflektieren und konzentrieren die Sonnenstrahlen wie bei einem Brennglas auf einen 0,6 m2 großen Absorber, dem sogenannten Ofen. Um die gleiche Leistung mit herkömmlichen Kollektoren zu erzielen, bräuchte man eine Fläche von 15 m2. Außerdem liefern die Spiegel durch die Konzentration des Sonnenlichts auf einen Brennpunkt auch bei diffusem Licht und tiefen Außentemperaturen noch bis zu 100 Grad Celsius heißes Wasser.

Matthias Graßmann
© Foto: Ulrich Steudel

Eine weitere Innovation steckt in der Konstruktion, denn die 24 Spiegel werden von nur zwei kleinen Motoren so ausgerichtet, dass sie immer die optimale Stellung zur Sonne haben. Ein Motor führt die gesamte Matrix der über kleine Gestänge verbundenen Spiegel der Ost-West-Bewegung der Sonne nach. Der andere Motor passt automatisch den Winkel an den jeweiligen Sonnenstand an.

Physik für jeden

In der Werkhalle, die Isomorph für die Montage der Linearspiegel angemietet hat, wird jedes System mit Laserlicht auf seinen späteren Bestimmungsort kalibriert. Beim Kunden aufgebaut, steuert dann eine astronomische Uhr die Motoren. Auf diese Weise schafft es Isomorph, auch nördlich der Alpen Verhältnisse wie in Italien zu schaffen.

Dort forscht der Erfinder des Linearspiegels – ein Bruder von Matthias Graßmann. Dr. Hans Graßmann lehrt an der Universität Udine. Während seiner wissenschaftlichen Laufbahn hat sich der Franke ein gewaltiges Renommee erworben, unter anderem durch seine Arbeit am Kernforschungszentrum CERN in Genf oder als Mitentdecker des Top-Quarks. Zusammen mit zwei Kollegen gelang es Graßmann am Fermilab, dem Forschungszentrum für Teilchenphysik in Chicago, das schwerste Elementarteilchen erstmals zu beobachten. Zudem schreibt er populärwissenschaftliche Bücher. „Jeder kann Physik verstehen“, lautet sein Motto.

Hans Graßmann
© Foto: nffa

Seit 2004 beschäftigt sich Hans Graßmann mit der effizienten Nutzung erneuerbarer Energien. Ein Prototyp des Linearspiegels wurde von ihm zwei Jahre lang auf seine Alltagstauglichkeit getestet, bis er serienreif war – und Zeit, sich einen Partner in der Wirtschaft zu suchen. Aber warum lange suchen, wenn man aus einem Handwerksbetrieb stammt, der vom Bruder geführt wird?

Matthias Graßmann hat nach seinem Architekturstudium den elterlichen Malerbetrieb in dritter Generation übernommen. Energetische Gebäudesanierung ist heute einer der Schwerpunkte der rund 30 Mitarbeiter starken Scherbaum GmbH. Für die Serienfertigung der Linearspiegel haben die Graßmanns allerdings ein neues Unternehmen gegründet.

Zu wenig Speicher

Mitte des vergangenen Jahres wurde die Isomorph Deutschland GmbH ins Handelsregister eingetragen, kurz darauf eine Pilotanlage in Bayreuth installiert. Auf dem Dach der Handwerkskammer Oberfranken, deren Vizepräsident Matthias Graßmann ist, zeigen sich die Stärken des Linearspiegels, aber auch Probleme. Weil das System doppelt so effektiv arbeitet wie herkömmliche Solaranlagen, werden die Speicher schneller aufgeheizt und können irgendwann die Wärme gar nicht mehr aufnehmen. Dann fahren die Spiegel automatisch in eine Parkposition, selbst wenn die Sonne strahlt.

Die Entwicklung der Speichertechnologie hinkt noch hinter den Innovationen bei der Gewinnung von Energie aus regenerativen Quellen hinterher. Im Handwerk hat man das Problem erkannt. Betriebe wie die Hummelsberger Schlosserei aus Mühldorf tüfteln bereits an Lösungen. Aber Unterstützung finden sie selten, was auch Matthias Graßmann ärgert. „Wir Handwerker sind viel kreativer als die Industrie, aber die Politik nimmt das nicht wahr, weil bei uns nicht so viele Arbeitsplätze dranhängen“, kritisiert der Firmenchef die Förderpolitik. Die Anschubfinanzierung für die Isomorph GmbH von rund einer Million Euro haben ausschließlich private Investoren gestemmt, Familie und Freunde. Und Investitionsbedarf gibt es nach wie vor. Denn Forschung und Entwicklung bleiben ein wichtiger Grundpfeiler des Unternehmens.

Vertriebspartner gesucht

Bisher wurden von den fünf Isomporph-Mitarbeitern knapp 100 Linearspiegel gefertigt und installiert, hauptsächlich zur Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung von Privathäusern in Süddeutschland, Österreich und der Schweiz. Für weiteres Wachstum sucht Isomorph noch Vertriebspartner.

Großes Potenzial für die Zukunft bietet die Erzeugung von Prozesswärme, etwa für Bäckereien, Brauereien, Wäschereien, Gewächshäuser oder die Futtertrocknung in der Landwirtschaft. Natürlich tüftelt der Wissenschaftler Graßmann auch an einem Hybrid-System, das Solarthermie und Photovoltaik verbindet. Es ist auch ein Wettlauf mit der Zeit. Nur wenn die Bamberger schneller und innovativer sind als die Chinesen, kann ihr Produkt den Weltmarkt erobern. Das Potenzial dazu steckt im Linearspiegel.

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