Projekt 23534/02

Optimierung eines Herstellungsverfahrens für hocheffiziente Vakuumröhrenkollektoren aus preiswertem Kalknatronglas mit Antireflexbeschichtung

Projektträger

NARVA Lichtquellen GmbH & Co. KG
Erzstr. 22
09618 Brand-Erbisdorf
Telefon: 037322/17290

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Der innovative Charakter des Gesamtprojektes ist in erster Linie von der Glassubstitution bei der Herstellung von Solarkollektoren geprägt. Der Ersatz von Borosilikatglas durch hochwertiges, beidseitig beschichtetes Kalk-Natron-Glas stellt für alle Hersteller von Röhrenkollektoren eine völlig neuartige Mög-lichkeit zur drastischen Senkung der Materialkosten und damit der Herstellungskosten dar. Zur weiteren Reduzierung der Herstellkosten unter Beibehaltung der bestehenden Produktqualität ist darüber hinaus eine Materialsubstitution im Bereich der Finne und eine Neugestaltung der Finne geplant. Bei dem NAR-VA-Kollektor handelt es sich um ein innovatives Vorreiter-Produkt mit hoher Wirtschaftlichkeit (Wärmeertrag im Vergleich zu Investitionskosten) und stetiger Wärmegewinnung (Erreichung von hohen Temperaturen auch bei geringen Außentemperaturen). Produkte mit diesen Eigenschaften erhöhen insgesamt die Akzeptanz von Solarthermie-Anlagen und damit beim Verbraucher die Bereitschaft zur Anschaffung drastisch.
Für die NARVA Lichtquellen GmbH + Co. KG stellt die Realisierung des geplanten Forschungsvorhabens die Erweiterung der eigenen Produktpalette dar. Mit diesem Schritt besteht die Möglichkeit, einen völlig neuen Markt zu erschließen, langfristig Arbeitsplätze zu
schaffen und zu sichern.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenWährend der Inbetriebnahmephase der Produktionslinie für Kollektoröhren in der NARVA Lichtquellen GmbH + Co. KG ist eine Vielzahl an Forschungs- und Entwicklungsschwerpunkten zu bearbeiten, die der Umsetzung der Ergebnisse des vorangegangen Forschungsprojektes in die automatische Serienfertigung dienen.
Die einzelnen Forschungs- und Entwicklungsscherpunkte beinhalten die Optimierung:
- eines neuartigen Beschichtungsverfahrens
- eines neuartigen Fügeverfahrens
- eines komplizierten Einschmelzverfahrens
- verschiedener Bauteilgestaltungen
- hochsensibler Vakuumprozesse
- neuartigen Prüfverfahren
unter Produktionsbedingungen, welche auch für Betriebe anderer Branchen beispielhafte innovative Lösungen darstellen.
Zur optimalen Ausführung der geplanten Forschungs- u. Entwicklungsarbeiten erfolgt eine unmittelbare Zusammenarbeit von Entwicklungsingenieuren mit den produzierenden Bereichen des Unternehmens. Die Versuchsdurchführung erfolgt im Sinne einer Optimierung der gesamten Herstellungstechnologien.


Ergebnisse und Diskussion

Folgende Schwerpunkte wurden im Rahmen des Projektes erfolgreich umgesetzt:
- Gestaltung eines sicheren Prozesses zur Modifizierung von Glasoberflächen hinsichtlich der Erhöhung der Transmission und hydrolytischen Beständigkeit / Schaffung einer vollständigen Substitutionsmöglichkeit von Borosilikatglas für die spezielle Anwendung auf dem Markt der Solarthermie
- Umsetzung und Optimierung von neuartigen Glas-Glas- und Glas-Metallverarbeitenden Prozessen im Bereich der vollautomatischen Serienfertigung / Qualitätsgarantie bei der Ausführung sensibler neuartiger Prozesse
- Detaillierte Bauteilentwicklung, die auf die Komplexizität der nachfolgenden Verarbeitungsschritte optimal abgestimmt ist und hohe Produktqualitäten garantiert (Realisierung der Gestellentwicklung / Entwicklung einer optimierten Kappenausführung / Entwicklungen im Bereich der Finne)
- Gestaltung eines kontinuierlichen Produktionsprozesses zur Fertigung von Produkten mit ausgeprägten Leistungsparametern (Vakuumqualität, Stagnationstemperatur).

Besonders hervorzuheben sind die Leistungen im Bereich der Finnenfertigung. Die ursprünglich geplante Entwicklung in Bezug auf Substitution und Neugestaltung der Finne schlossen die eigenständige Umsetzung der Produktion nicht ein. Der Aufbau dieses Fertigungsbereiches musste kurzfristig realisiert und finanziert werden und stellte eine enorme Belastung für das Unternehmen parallel zu diesem Projekt dar. Die neu errichtete Produktionsstätte im eigenen Haus bot jedoch optimale Bedingungen für die schnelle und flexible Realisierung von Experimenten und Versuchen, von der das vorliegende Projekt inhaltlich und qualitativ profitiert hat. Darüber hinaus initiierten und ermöglichten die neu geschaffenen Fertigungsbedingungen die perspektivische Weiterführung einzelner Entwicklungsschwerpunkte überhaupt.
Mit der Realisierung der kompletten Fertigungslinie wurden vorerst 15 neue Arbeitsplätze geschaffen. Die perspektivisch angestrebte Steigerung der Produktion bedingt eine Verdopplung des notwendigen Personals.

Das Unternehmen NARVA profitierte insgesamt von der Vielfältigkeit und zum Teil auch von der Neuartigkeit der wissenschaftlichen, theoretischen und praktischen Arbeiten zu den einzelnen Forschungs- und Entwicklungsdetails, die sich aus der Umsetzung der Projektziele ergaben.
Hierbei wurden völlig neuartige Ideen entwickelt und umgesetzt, die an vielen Stellen das vorhandene Wissen und Verständnis im eigenen Haus intensiviert und auf eine völlig neue Qualitätsstufe angehoben haben.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Teilnahme an und Präsentation auf der Woche der Umwelt der DBU am 05. und 06 Juni 2007, feierli-che offizielle Inbetriebnahme der Fertigungslinie in ihrer endgültigen Form im Beisein des Ministerpräsidenten Georg Milbradt am 11.06.2007


Fazit

Die Projektziele wurden erreicht.
Alle im Antrag aufgeführten Zielstellungen können erfolgreich abgeschlossen werden. Die Herstellung von Vakuumröhren für die Solarthermie in der vollautomatischen Serienfertigung wird unter Sicherstellung exzellenter Produkteigenschaften beherrscht. Durch die Verwendung ausgewählter Materialen im Finnenbereich konnten die Materialkosten für das Produkt deutlich reduziert werden (Verwendung von dünnerem Absorberblech - Kostenreduzierung um 14 % / Verwendung von dünnwandigem Wärmeträgerrohr - Kostenreduzierung um 33 %).
Die Arbeiten im Rahmen des Projektes gaben den Anstoß für weiterführende Arbeiten im Forschungs- und Entwicklungsbereich. Das Unternehmen wird deshalb auch nach Abschluss des vorliegenden Projektes weiterhin an Entwicklungen im Bereich der Solarthermie arbeiten (Materialsubstitution im Finnen-bereich, Neuentwicklung von Produkten).

Übersicht

Fördersumme

170.000,00 €

Förderzeitraum

27.09.2006 - 06.01.2008

Internet

www.narva-bel.de

Bundesland

Sachsen

Schlagwörter

Klimaschutz
Ressourcenschonung
Umweltforschung
Umwelttechnik