Diplomarbeit

Modellierung und experimentelle Überprüfung einer Pilotanlage zur solaren Holztrocknung

TU München, Landtechnik Weihenstephan, 1995

Holz ist seit Urzeiten ein ständiger Begleiter der Menschheit, sei es als Material für Werkzeuge, als Energieträger oder auch als Baumaterial. Vor allem als solches erlebt Holz in den letzten Jahren in Mitteleuropa eine Renaissance, da natürliche Produkte den in Verruf geratenen Kunststoffen vorgezogen werden. In den technisch weniger entwickelten Ländern der Welt hat Holz seine starke Bedeutung nie verloren, doch besteht gerade hier die akute Gefahr, dass aus unterschiedlichsten Gründen die natürlichen Wälder - als Quellen des nachwachsenden Rohstoffes Holz - durch kurzfristigen Raubbau zerstört werden.

Um die Ressource Wald möglichst schonend behandeln zu können, ist wichtig, dass bei der Holznutzung hochwertige Produkte entstehen. Dies lässt sich nur erreichen, wenn das Holz vor der Bearbeitung getrocknet wird. Das geringere Gewicht des getrockneten Holzes verringert außerdem Transportkosten.

Gleichzeitig bietet sich in vielen holzverarbeitenden Regionen an, die Sonne als Energiequelle zu erschließen. Eine solare Unterstützung der Holztrocknung wird selbst in Nordeuropa angedacht, eine im wesentlichen oder gar reine solare Trocknung kommt jedoch nur in äquatornahen, strahlungsreichen Gebieten in Frage.

Die Entscheidung, ob und in welchem Umfang Sonnenenergie genutzt werden kann, muss immer im Einzelfall getroffen werden. Neben den klimatischen Verhältnissen ist auch die Art der verwendeten Hölzer, die Infrastruktur des Holzbetriebs und die vorgesehene Weiterverarbeitung des Trocknungsguts maßgebend, ob eine solare Holztrocknungsanlage rentabel ist. Das Trocknungsergebnis umfasst sowohl den Durchsatz an Holz als auch die erreichte Qualität.

Bei der Vielzahl an Einflüssen, die hier eine Rolle spielen, wird schnell ersichtlich, dass keine einfache Regel gilt, die den Erfolg einer solaren Holztrocknungsanlage vorhersagt. Solch vielschichtige Probleme werden sinnvollerweise im Rahmen von Systemansätzen untersucht, das heißt, man erstellt ein Modell, das einzelne Teile eines größeren Komplexes und deren Zusammenspiel in vielen Situationen nachbildet. Aus diesen Einzelbildern erhält man dann wie im Mosaik ein Gesamtbild der Anlage.

Ziel dieser Diplomarbeit ist, eine solare Holztrocknungsanlage mit natürlicher Konvektion zu modellieren, um so vor allem zukünftige Projekte planen und auslegen zu können. Gleichzeitig soll das Modell aber auch während des Betriebs bestehender Anlagen bei der Regelung und bei der Abschätzung des Trocknungsverlaufs helfen.

Im Rahmen früherer Diplom- und Semesterarbeiten wurde in Resistencia in der Provinz Chaco in Nordargentinien eine solare Holztrocknungsanlage mit natürlicher Konvektion geplant und erstellt. Diese diente als Vorbild für die Modellierung, an ihr wurden auch Trocknungsversuche mit den dort einheimischen Hölzern durchgeführt.

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(C) 2009 Stephan Benkert - Kontakt / Impressum / Copyright - Letzte Bearbeitung: 31.10.2009