Forschungsgruppe-NET - Hochschule Offenburg

Solarthermie

Solare Trinkwassererwärmung in der Wilmersdorfer Str. 3/5

Das 228 m² große Kollektorfeld ist nach Süden ausgerichtet, die Neigung dabei beträgt 30°. Aufgrund der benötigten Kollektorfläche zur Erwärmung des Trinkwassers war die Dachfläche eines Gebäudes nicht ausreichend. Daher wurde das Kollektorfeld auf zwei Gebäudedächer aufgeteilt und diese mittels einer Fernleitung miteinander verbunden. Das Teilfeld auf dem Gebäude mit der Hausnummer 3 hat eine Fläche von 154,6 m² und ist in vier parallel durchströmte Teilfelder unterteilt. Das Teilfeld auf Gebäudemit der Hausnummer 5 hat eine Fläche von 73,6 m² ist in zwei parallele Teilfelder unterteilt. Die Verschaltung der beiden Teilfelder ist unten dargestellt.

Dachverschaltung der Solaranlage Wilmersdorfer Str. 3/5

Die einzelnen Kollektormodule sind auf Standard-Aluminiumprofilen befestigt, die auf einer eigens angefertigten Konstruktion aus verzinkten Stahlträgern montiert sind. Diese Stahlträger sind an Stützen geschraubt, die fest im Kupferblech abgedichteten Betonflachdach verankert sind.

Bei einer festgelegten Einstrahlung von 150 W/m² schaltet die Kollektorkreispumpe ein. Daraufhin wird das im Kollektorkreis befindliche Wasser-Glykol-Gemisch umgewälzt. Beim Durchströmen der Absorberrohre des Kollektors nimmt das Gemisch Wärme aus der eingestrahlten Sonnenenergie auf, die dann zu dem im Keller montierten Kollektorkreiswärmeübertrager transportiert wird. Ist dort eine ausreichend hohe Temperatur vorhanden, schaltet die Pufferspeicher-Beladepumpe ein und pumpt Heizungswasser aus den beiden je 4.500 Liter großen Pufferspeichern zum Kollektorkreiswärmeübertrager. Dort nimmt das Pufferspeicherwasser die Wärme aus dem Kollektorkreis auf und speichert diese in den Pufferspeicher ein.

Die Entladung des Pufferspeichers, d. h. die Abgabe der gespeicherten Energie an das Trinkwasser, erfolgt über einen zweiten Wärmeübertrager, den sogenannten Entlade-Wärmeübertrager. Bei ausreichender Wärme in den Pufferspeichern schalten die Entladepumpe des Pufferspeicherkreises und die Beladepumpe des Trinkwasserkreises ein und die Wärme wird von den Pufferspeichern in den Trinkwasser-Vorwärmspeicher, der ein Volumen von 2.000 Liter hat, gefördert.

Wird Warmwasser gezapft, so strömt das solarerwärmte Trinkwasser aus dem Vorwärmspeicher in die Nachheizspeicher, wo es bei Bedarf über zwei Öl-Heizkessel auf die geforderte Warmwassertemperatur von 60°C aufgeheizt wird. Die Nachheizspeicher sind in Reihe zu dem Vorwärmspeicher angeschlossen und haben ein Füllvolumen von 2.000 Liter.

Zur Desinfektion des Vorwärmspeichers wird einmal pro Tag der Vorwärmspeicher mit heißem Wasser über die Legionellenschaltung durchmischt und damit der gesamte Speicherinhalt auf eine Temperatur von 65 °C aufgewärmt.  

Das unten dargestellte Prinzipschaltbild zeigt vereinfacht die Solaranlage mit den dazugehörigen Systemkomponenten. Das gesamte System ist in drei verschiedene Kreise unterteilt: den Kollekterkreislauf, den Pufferspeicherkreislauf und den Trinkwasserkreislauf.

Vereinfachtes Hydraulikschema der Solaranlage Wilmersdorfer Str. 3/5

Kennwerte der Solaranlage

Die folgende Tabelle zeigt die wichtigsten Kennwerte der Solaranlage Wilmersdorfer Str. 3/5.

Projektdaten
Fläche228 m²
KollektorenartFlachkollektoren
Pufferspeicher2 x 4.500 l
Projektkosten215.638,- € (945,- €/m²)
Wärmetauscher2 Plattenwärmetauscher
Vorwärmspeicher2.000 l
Ausrichtung / NeigungSüd / 30°
Minimale Nutzwärmekosten0,13 €/kWh
Maximaler solarer Ertrag137.680 kWh/a (604 kWh/m²a)

 

Das folgende Pdf-Dokument gibt detailliert Aufschluss über alle Anlagenkennwerte der Solaranlage Wilmersdorfer Str. 3/5. 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 Wilmersdorfer Str. 3/5

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.

Das Familienheim Freiburg, Wilmersdorfer STraße finden Sie auf der Seite Datapool im Bereich Solarthermie

Im Schema oben bzw. hier sind die einzelnen Messpunkte des Datapools verzeichnet.

Außerdem finden Sie hier die Messstellenliste.

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