Forschungsgruppe-NET - Hochschule Offenburg

Solarthermie

Messergebnisse

Die im Folgenden beschriebenen Messgrößen werden ca. jede Sekunde vom Datenerfassungsgerät (HWH Systemtechnik, Datalog 32) erfasst und als 5-Minuten-Mittelwerte oder -Summen abgespeichert. Kürzere Speicherintervalle sind möglich und werden zur Kontrolle des dynamischen Anlagenverhaltens über begrenzte Zeiträume durchgeführt (z. B. im Probebetrieb nach Fertigstellung der Anlage). Bei den meisten Messwerten werden zusätzlich die Maximum- und/oder Minimumwerte innerhalb des Speicherintervalls aufgezeichnet. Diese geben zusätzliche Informationen zum Anlagenverhalten. Durch Kontrolle der Maximal- und/oder Minimalwerte lassen sich Messfehler durch z. B. fehlerhafte Messsensoren feststellen, wodurch letztlich fehlerhafte Mittelwerte erkannt werden können.

Im Datenlogger werden Leistungen in kW, Volumenströme in m³/h Temperaturen und die Betriebsstunden alle 1 - 2 Sek. erfasst und diese Werte in der Regel alle 5-Minuten abgespeichert.

Durch die Analyse von Messdaten mit hoher zeitlicher Auflösung (Mittelwerte aus 5-min-Intervallen) ist es möglich das Betriebsverhalten der Solaranlage zu untersuchen und Störungen aufzuzeigen. Aufgrund der bei dieser Analyse festgestellten Fehlfunktionen wurden nach der Inbetriebnahme mehrere grundlegende Änderungen an der Solaranlage vorgenommen.

Intensivmessbetrieb

Im Zuge des Solarthermie-Programms ist eine Intensivmessphase von zwei Jahren vorgesehen. Dabei werden Systemwerte intensiv überwacht und ausgewertet. Das Ziel dieses Detailmonitorings ist es, zum einen, den Anlagenbetrieb zu optimieren und die Systemeffizienz zu steigern, zum anderen, die Herstellervorgaben in Bezug auf den Energieertrag zu überprüfen.

Die folgenden Diagramme und Pdf-Dokumente zeigen die wichtigsten Messergebnisse der ersten  beiden Messjahre der solaren Klimatisierung Esslingen. Dazu zählen unter anderem die Nutzenergie, der solare Deckungsanteil, der Systemnutzungsgrad und der Kollektornutzungsgrad.

Systemnutzungsgrad

Im 1. Messjahr wurden von der Gesamtstrahlung auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 1.563.613 kWh bzw. 1.284 kWh/m² insgesamt 542.146 kWh vom Kollektorkreis an die Pufferspeicher abgegeben (QKT). Die Energiedifferenz zwischen EITK und QKT wurde an den Kollektoren reflektiert oder als thermische Verluste an die Umgebung abgegeben. Prozentual wurde von der eingestrahlten Energie 34,7 % (Kollektornutzungsgrad) vom Beladekreis in die Solarspeicher geladen und 29,4 % (Systemnutzungsgrad) den Speichern wieder entnommen.

Im 2. Messjahr von 1.586.057 kWh Gesamteinstrahlung (EITK) bzw. 1.302 kWh/m² insgesamt 575.059 kWh vom Kollektorkreis an die Pufferspeicher abgegeben (QKT). Prozentual wurde 36,3 % (Kollektornutzungsgrad) vom Beladekreis in die Solarspeicher geladen und 33,4 % (Systemnutzungsgrad) den Speichern wieder entnommen.

Die nebenstehenden Bilder zeigen die spezifischen Tagesmittelwerte aus den Wochensummen der Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad.

 

 

 

Wärmeverbrauch und Deckungsanteil

Der mittlere Wärmeverbrauch lag während der 1. Intensivmessphase (01.08.2008 - 31.07.2009) bei 20.871 kWh pro Tag. Als gesamte erzeugte Wärme wurden in diesem Zeitraum 7.617.870 kWh gemessen. Die Adsorptionskältemaschinen verbrauchten in diesem Zeitraum 3.634.748 kWh. Der tatsächliche Verbrauch lag damit um 27 % über dem vor Installation der Solaranlagen gemessenen Verbrauch (2.864.121 kWh). An solarer Wärme wurden 459.465 kWh in das Heizungsnetz eingespeist, was einem solaren Deckungsanteil von 6 % entspricht.

Während der 2. Intensivmessphase (01.08.2009 - 31.07.2010) lag der mittlere Wärmeverbrauch  bei 16.773 kWh pro Tag. Als gesamte erzeugte Wärme wurden in diesem Zeitraum 6.122.052 kWh und damit ca. 20 % weniger als im ersten Intensivmessjahr gemessen. Der Wärmeverbrauch der Absorptionskältemaschinen kann nicht angegeben werden, da einer der Volumenstromsensoren während der Kühlperiode ausgefallen war. An solarer Wärme wurden 529.134 kWh in das Heizungsnetz eingespeist, was einem solaren Deckungsanteil von 8,6 % entspricht.

Die nebenstehenden Bilder zeigen den Gesamtwärmeverbrauch des Heizungsnetzes und die solare Wärmemenge, die in das Netz eingespeist wurden. Der Deckungsanteil fällt relativ gering aus. Die zur Verfügung stehende Dachfläche war bei der Dimensionierung des Kollektorfeldes der begrenzende Faktor.

In 2009 und 2010 konnte der Deckungsanteil im Vergleich zu 2008 im Mittel auf 8,6 % und in einzelnen Wochen auf bis zu 25 % gesteigert werden (vgl. 6.1 v.). Ursache hierfür ist die veränderte Betriebsweise der AdKMs

Monatswerte

In nebenstehender Grafik sind die monatlichen Summen- bzw. Mittelwerte der wichtigsten Messdaten seit Inbetriebnahme des Messsystems Anfang Juni 2008 dargestellt.

Am Verlauf der Werte der einzelnen Messpunkte ist zu sehen, dass der Systemnutzungsgrad durch Optimierungsmaßnahmen hauptsächlich im Bereich der Regelung erhöht werden konnte.

Wegen Ventilstörung vom 06. – 15.08.08 nur geringe Entladeleistung. Wegen Sensorausfall auf zwischen 15.09. und 06.10.08 angenommener Speicherverlust von 9 % (Mittelwert aus je einer Woche vor und nach dem Zeitraum der Störung). Wegen hohen Kühlbe-darfs im Juli und August 2009 vermehrt Einsatz der AdKMs auch mit Wärme aus Gaskesseln.

DATAPOOL bietet Zugriff auf unsere Messdaten-Server

Über unsere Seite DATAPOOL haben Sie Zugriff auf ausgewählte Daten der Solaranlage. Nutzen Sie verschieden Darstellungen wie Liniengraphiken, Carpetplots oder Scatterplots.

Die Solaranlage Esslingen finden Sie auf der Seite Datapool im Bereich Solarthermie.

Im Schema rechts bzw. hier sind die einzelnen Messpunkte im Datapool verzeichnet.

Es empfiehlt sich aber außerdem die Messstellenliste hinzuzuziehen. Diese finden Sie hier.