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Solarthermie

Messergebnisse

Die Messwerte werden alle 10 Sekunden vom Datenerfassungsgerät (Fabrikat: Schuehle, MAC 19) erfasst und im Normalfall als 5-Minuten-Mittelwerten gespeichert. Andere Speicherintervalle können jederzeit eingestellt werden. Bei den meisten Messwerten werden zusätzlich die Maximum- und/oder Minimumwerte innerhalb des Halbstunden-Speicherintervalls abgespeichert. Diese geben zusätzliche Informationen zum Anlagenverhalten. Durch Kontrolle der Maximal- und/oder Minimalwerte lassen sich Messfehler durch z.B. fehlerhafte Messsensoren feststellen, wodurch letztendlich fehlerhafte Mittelwerte erkannt werden können. Bild 5.1 und Tabelle 5.1 und 5.2 zeigen eine Übersicht der erfassten Messgrößen. Im Datenlogger werden Leistungen (in kW), Volumenströme (in m³/h) und Temperaturen (in °C) alle 10 Sek., die Betriebsstunden alle 2 Sek. erfasst und diese Werte alle 5 Minuten abgespeichert.

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 Trinkwassererwärmung Baden-Baden. Dazu zählen unter anderem die Nutzenergie, der solare Deckungsanteil, der Systemnutzungsgrad und der Kollektornutzungsgrad.

Wochenmittelwerte der Strahlungs- und Nutzenergie und des Systemnutzungsgrades in der ersten Intensivmessphase
Wochenmittelwerte der Strahlungs- und Nutzenergie und des Systemnutzungsgrades in der zweiten Intensivmessphase

Systemnutzungsgrad

Von der Gesamtstrahlung auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 334.980 kWh bzw. 1.212 kWh/m² wurden 139.439 kWh über den Beladewärmetauscher vom Kollektorkreis an den Pufferspeicher-Beladekreis abgegeben (QSP). Die Energiedifferenz zwischen EITK und QSP wurde an den Kollektoren reflektiert oder als thermische Verluste an die Umgebung abgegeben. Prozentual wurden von der eingestrahlten Energie 41,6 % (Kollektorkreisnutzungsgrad) an den Beladekreis der Solarspeicher abgegeben.

Die Nutzenergie aus dem Solarsystem (QSOL), d.h. die Energie, die von den Solarspeichern über den Entladewärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben wurde abzüglich der Wärmeverluste des Vorwärmspeichers, betrug im betrachteten Zeitraum 123.716 kWh, der Systemnutzungsgrad betrug somit 37 %.

Die Messungen der 2. Intensivmessphase ergaben eine Einstrahlung von 340.393 kWh (3,4 kWh/m²d) und einen solaren Nutzertrag von 109.456 kWh, was einem solaren Nutzungsgrad von 32 % entspricht. Der Jahresertrag und der Systemnutzungsgrad in der 2. Intensivmessphase liegt etwas unter dem der ersten Messphase. Ein Grund ist der verkalkte Wärmetauscher im August 2001, der einen fast 2-wöchigen Ausfall der Solaranlage zur Folge hatte.

Die nebenstehenden Bilder zeigen die spezifischen Tagesmittelwerte aus den Wochensummen der Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad. Man sieht, dass der Solarertrag mit Zu- und Abnahme der Einstrahlung steigt und fällt. Von August 2000 bis Ende Juli 2001 lag der Systemnutzungsgrad bei durchschnittlich 36,9 %. Im unteren Bild sind deutlich die Folgen der Verkalkung des Wärmetauschers im August 2001 zu sehen.

Bei geringer Einstrahlung schwankt der Systemnutzungsgrad sehr stark. Das liegt daran, dass schon kleine Mengen gespeicherter Energie, die in die nächste Woche „hinüber“ gespeichert werden, relativ große Schwankungen auslösen. Der Nutzungsgrad während eines längeren Zeitraums im Winter lag bei durchschnittlich ca. 39 %.

Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch des solaren Deckungsanteiles bezogen auf die Energie für den Warmwasser-Zapfverbrauch in der 1. Intensivmessphase
Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch des solaren Deckungsanteiles bezogen auf die Energie für den Warmwasser-Zapfverbrauch in der 2. Intensivmessphase

Wärmeverbrauch und Deckungsanteil

In den nebenstehenden Bildern ist der Verlauf des solaren Deckungsanteils bezogen auf den Energiebedarf für den Warmwasserverbrauch dargestellt. Als Balken aufgetragen sind die Wochensummen Nutzenergie aus dem Solarsystem und der jeweils entsprechende Energiebedarf für den reinen Warmwasserverbrauch d.h. ohne Berücksichtigung von Zirkulationsverlusten.

Im Winter liegt der Deckungsanteil immerhin bei 10 - 25 %, in einstrahlungsreichen Wochen im Sommer werden bis zu 90 % Deckungsanteil erreicht.

Gemittelt über den gesamten Zeitraum liegt der solare Deckungsanteil am Warmwasser-Zapfverbrauch bei 41,4 % in der ersten Intensivmessephase und bei 35,8 % in der 2. Intensivmessphase. Der Deckungsanteil ist relativ hoch, da die Anlage etwas überdimensioniert ist.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Weitere Informationen und Anlagen

Die folgenden Pdf-Dokumente zeigen den Ergebnisflyer und geben weitere Informationen zu der Energiegarantie in den jeweiligen Messjahren.

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