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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 Freiburg Vauban. Dazu zählen unter anderem die Nutzenergie, der solare Deckungsanteil, der Systemnutzungsgrad und der Kollektornutzungsgrad.

Spezifische Tagessummen der Strahlungs- und Nutzenergie (gemittelt aus Wochensummen) und Wochenmittelwerte des Systemnutzungsgrades (1. Intensivmessjahr)
Spezifische Tagessummen der Strahlungs- und Nutzenergie (gemittelt aus Wochensummen) und Wochenmittelwerte des Systemnutzungsgrades (2. Intensivmessjahr)

Systemnutzungsgrad

Im 1. Messjahr wurden von der Einstrahlungsenergie auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 185.112 kWh bzw. 1.294 kWh/m²  insgesamt 98.047 kWh über den Beladewärmetauscher vom Kollektorkreis an den Pufferspeicher-Beladekreis abgegeben (QSP).

Im 2. Messjahr betrug die Einstrahlungsenergie auf das Kollektorfeld 180.218 kWh bzw. 1.262 kWh/m² (- 2,6 %). Davon wurden 99.079 kWh in die Pufferspeicher eingespeist.

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 im 1. Messjahr 53,0%, im 2. Messjahr 55,0% (Kollektorkreisnutzungsgrad) an den Beladekreis der Solarspeicher abgegeben.

Die Nutzenergie aus dem Solarsystem (QSV), d.h. die Energie, die von den Solarspeichern über den Entladewärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben wurde, betrug im 1. Messjahr 93.036 kWh (651 kWh/m² bzw. 1,78 kWh/(m²d)) und im 2. Messjahr 88.840 kWh (622 kWh/m² bzw. 1,70 kWh/(m²d)).

Dies ergibt einen durchschnittlichen solaren Systemnutzungsgrad von 50,3 % im 1. Messjahr und 49,3 % im 2. Messjahr.

Die nebenstehenden Bilder zeigen die spezifischen Tagessummen, der Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad (gemittelt aus den Wochensummen bzw. -mittelwerten). Dabei fällt auf, dass jeweils in der letzten Dezemberwoche der Systemnutzungsgrad unter 0 % abgefallen ist, d.h. es fand ein Wärmeübergang vom Trinkwasserkreis an den Solarspeicherkreis statt (QSV < 0). Der Grund hierfür ist, daß das Trinkwasser über die Wärmerückgewinnung vorgewärmt  wurde, bevor es durch den Entladewärmetauscher fließt, so dass bei sehr geringer Zapfung die Trinkwassertemperatur am Wärmetauscher höher war als die Temperatur im Entladekreis und sich das Trinkwasser dadurch abkühlte. Die Wärmeabgabe ist allerdings vernachlässigbar gering und kommt nur bei sehr geringem Warmwasserverbrauch und gleichzeitig geringer Pufferspeichertemperatur und hoher Vorwärmtemperatur vor (z.B. in Wintersemesterferien)

 

Wochensummen der solaren Nutzenergie und der Warmwasser-Zapfenergie und Wochenmittelwerte des solaren Deckungsanteils bezogen auf die Energie für den Zapfverbrauch (1. Intensivmessjahr)
Wochensummen der solaren Nutzenergie und der Warmwasser-Zapfenergie und Wochenmittelwerte des solaren Deckungsanteils bezogen auf die Energie für den Zapfverbrauch (2. Intensivmessjahr)

Wärmeverbrauch und Deckungsanteil

 In den nebenstehenden Abbildungen 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. Während der Sommersemesterferien ist der solare Deckungsanteil wegen des geringen Verbrauches und der gleichzeitig hohen Einstrahlung relativ hoch, außerhalb dieser Zeit nimmt er allerdings wegen des ansteigenden Verbrauches und gleichzeitig abnehmender Einstrahlungs- und Nutzenergie stark ab.

Die Nutzenergie aus dem Solarsystem (QSV), d.h. die Energie, die von den Solarspeichern über den Entladewärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben wurde, betrug im 1. Messjahr 93.036 kWh (651 kWh/m² bzw. 1,78 kWh/(m²d)) und im 2. Messjahr 88.840 kWh (622 kWh/m² bzw. 1,70 kWh/(m²d)).

 

Mit der vom Solarsystem gelieferten Nutzenergie konnten im 1. Messjahr 17,3 % der Warmwasser-Zapfenergie solar gedeckt werden, im 2. Messjahr 17,1 % (solare Deckungsanteil an der Warmwasser-Zapfenergie).

 

 

 

Weitere Informationen

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

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