Forschungsgruppe-NET - Hochschule Offenburg

Solarthermie

Solar unterstützte Klimatisierung der Telekom in Rottweil

Die installierte Solaranlage verfügt über 124 Vakuumröhrenkollektoren mit einer Gesamt-Bruttokollektorfläche von 503,13 m². 62 Kollektoren haben eine Aperturfläche von 2,034 m² (S-POWER DF 20/2000 TPS insideS) und 62 eine Aperturfläche von 3,051 m² (S-POWER DF 30/3000 TPS insideS). Insgesamt ergibt sich eine Aperturfläche von 315,27 m². Die Kollektoren sind auf dem Flachdach eines Werkstattgebäudes montiert. Sie sind gegenüber der Horizontalen um 20° geneigt und weichen in ihrer Ausrichtung um 54° nach Osten von der Südrichtung ab. Die relativ flache Neigung der Kollektoren wurde gewählt um die zweite Kollektorreihe nicht durch die erste zu verschatten. Die flache Neigung macht sich auch wegen der deutlichen Abweichung von der Südrichtung positiv bemerkbar, da daurch auch im späteren Tagesverlauf, wenn die Sonne mit einem sehr ungünstigen Winkel zur Solaranlage steht, noch Erträge realisiert werden können. Jeweils ein DF 20/2000-und ein DF30/3000-Kollektor sind zu einem Kollektor zusammengefasst. Damit besteht ein Kollektor aus 50 Vakuumröhren die parallel geschaltet sind. Die dadurch entstehenden 62 Kollektoren mit 5,085 m² Aperturfläche sind alle parallel miteinander verschaltet und nach Tichelmann verrohrt. Die Kollektoren sind in zwei gleichgroße Teilfelder unterteilt, die hintereinander aufgestellt sind. Das durch die eingestrahlte Sonnenenergie in den Kollektoren erwärmte Glykol/Wasser-Gemisch wird zur Wärmeabgabe durch einen Wärmeübertrager zur Erwärmung des Speicherladekreises im Keller des Gebäudes gepumpt. Der Speicher hat ein Volumen von 20.000 Litern und ist im Freien neben dem Gebäude aufgestellt.

Aus den Speichern wird die solare Wärme im Sommer über einen Heizungsverteiler zu den Kältemaschinen gepumpt. Im Winter wird die Wärme über denselben Verteiler in das Heizungsnetz des Gebäudes eingespeist. Die beiden Kältemaschinen vom Hersteller York International/Mitsubishi Typ ES-IA 2 MW mit je 340 kW Kälteleistung wurden bereits vor Inbetriebnahme der Solaranlage mit der Abwärme eines Blockheizkraftwerks und Wärme von zwei Gaskesseln betrieben. Mit der erzeugten Kälte werden Büroräume, Callcenter und Serverräume auf dem Betriebsgelände gekühlt. Seit Inbetriebnahme der Solaranlage liefern die Kollektoren als dritte Wärmequelle einen Teil der Antriebswärme für die Absorptionskälteanlage. Hierdurch wird der Primärenergie-Einsatz reduziert und die Energiekosten gesenkt.

Eine Besonderheit dieses Systems stellt der Notkühler dar, der in den Kollektorkreis integriert ist. Bei drohender Stagnation wegen zu geringer Wärmeabnahme wird die Solarwärme über den Notkühler abgeführt und damit eine hohe thermische Belastung des Kollektorfluids weitgehend vermieden.

Bei einer Absorptionskältemaschine wird zur Kälteerzeugung wie bei einer Kompressionsmaschine im Verdampfer Flüssigkeit (hier Wasser) verdampft und die dafür benötigte Verdampfungsenthalpie dem Kaltwasserkreislauf entzogen und somit gekühlt.

Damit das Wasser schon bei niedrigen Temperaturen in ausreichender Menge in die Gasphase über geht, wird in der Kältemaschine ein starker Unterdruck erzeugt. Das verdampfte Kältemittel wird vom Absorptionsmittel (Lithiumbromid-Lösung) aufgenommen. Die dabei frei werdende Kondensationswärme muß über eine Rückkühlung abgeführt werden.

Die verdünnte Lithiumbromid-Lösung wird in den Austreiber gepumpt, wo mit der Solarwärme die Lösung durch verdampfen von Wasser wieder aufkonzentriert wird. Hierbei wird die Lösung auf bis zu  99°C erwärmt. Das Wasser wird im Verflüssiger der Kältemaschine wieder kondensiert und in den Verdampfer zurückgeführt.

Vereinfachtes Hydraulikschema der Solaranlage in Rottweil

Kennwerte der Solaranlage

Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Daten der Solaranlage Telekom in Rottweil.

Projektdaten
Kollektor-/Aperturfläche503 m² / 315 m²
KollektorenVakuumröhren
Pufferspeicher20.000 l
WärmeübertragerPlattenwärmeübertrager
Ausrichtung / NeigungSüd -54° / 20°

 

Das folgende Pdf-Dokument gibt detailliert Aufschluss über alle Anlagenkennwerte der Solaranlage der Festo AG & Co. KG. Dazu zählen die Kollektoren, die Verrohrung, der Wärmeträger im Kollektorkreis und die Wärmetauscher zwischen den Systemkreisen.

Messtechnik

Das folgende Messstellenschema zeigt die jeweiligen Mess- und Regelfühler des Systems. Die Regelfühler sind zwingend zur Funktion des gesamten Systems notwendig, die Messfühler dienen zur erweiterten Funktionskontrolle der Solaranlage.

Messstellenschema der Solaranlage der Festo AG & Co. KG

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 Rottweil finden Sie auf der Seite Datapool im Bereich Solarthermie, sobald Messdaten für diese Anlage vorliegen.

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

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