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

Spezifische Tagesmittelwerte (aus Wochensummen) der Strahlungs- und Nutzenergie und Wochenmittelwerte des Systemnutzungsgrades (erste Messphase)
Spezifische Tagesmittelwerte (aus Wochensummen) der Strahlungs- und Nutzenergie und Wochenmittelwerte des Systemnutzungsgrades (zweite Messphase

Systemnutzungsgrad

Von der Gesamtstrahlungsenergie auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 316.226 kWh bzw. 3,3 kWh/(m²d) wurden 105.178 kWh über den Beladewärmetauscher vom Kollektorkreis an den Pufferspeicher-Beladekreis geben (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 32,6 % (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 betrachteten Zeitraum 99.522 kWh.

Die Messungen der zweiten Intensivmessphase ergaben eine Einstrahlung von 308.217 kWh bzw. 3,2 kWh/(m²d) und einen solaren Nutzertrag von 99.656 kWh, was einem Systemnutzungsgrad von 32 % entspricht.

Die nebenstehenden Bilder zeigen die spezifischen Tagesmittelwerte aus den Wochensummen der Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad in den beiden Messjahren. Die Werte sind besonders im Winter sehr gering, was hauptsächlich an der ungünstigen Lage der Pufferspeicheranschlüsse liegt. Dies macht sich in den Wintermonaten besonders bemerkbar. Da aber die Einstrahlungswerte im Vergleich zu den Sommermonaten gering sind, wirkt sich dies auf den Gesamtertrag nicht gravierend aus. Im ersten Intensivmessjahr lag der Systemnutzungsgrad bei durchschnittlich 31,5 %, im zweiten bei 32,4 %.

Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch und Wochenmittelwerte des solaren Zapf-Deckungsanteils (erstes Messjahr)
Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch und Wochenmittelwerte des solaren Zapf-Deckungsanteils (zweites Messjahr)
Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch und –zirkulation und Wochenmittelwerte des solaren Zapf- und Zirkulations-Deckungsanteils
Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch und –zirkulation und Wochenmittelwerte des solaren Zapf- und Zirkulations-Deckungsanteils

Wärmeverbrauch und Deckungsanteil

In den beiden oberen nebenstehenden Bildern ist der Verlauf des solaren Deckungsanteils bezogen auf den Energiebedarf für den Warmwasserverbrauch dargestellt (Zapf-Deckungsanteil), die unteren beiden Bilder zeigen den solaren Deckungsanteil bezogen auf den Energiebedarf für den Warmwasserverbrauch einschließlich der Zirkulationsverluste (Zapf- und Zirkulations-Deckungsanteil). Als Balken aufgetragen sind die Wochensummen Nutzenergie aus dem Solarsystem und der jeweils entsprechende Energiebedarf für den reinen Warmwasserverbrauch bzw. den Energiebedarf für den Warmwasserverbrauch einschließlich der Zirkulationsverluste.

Im betrachteten 2- Jahres Zeitraum lag der Zapf-Deckungsanteil bei durchschnittlich 28 % bzw. 29 %. Dies entspricht den Auslegungskriterien, bei denen etwa 30 % Deckungsanteil als Optimum angestrebt werden. Der mittlere Zapf- und Zirkulations-Deckungsanteil lag bei 9 % bzw. 10 % im zweiten Messjahr. Dieser Wert weicht stark vom reinen Zapf-Deckungsanteil ab, da im Hegau-Klinikum Singen sehr hohe Zirkulationsverluste vorhanden sind. Der durchschnittliche Zirkulationsverlust über die im Dauerbetrieb laufende Warmwasserzirkulation (24 h/Tag mit ca. 8,2 m³/h) lag bei 1.822 kWh/Tag. Im Vergleich zum Energiebedarf für die Warmwasserzapfung (979 kWh/Tag) waren die Zirkulationsverluste fast doppelt so hoch, d.h. der Hauptanteil der für die Trinkwassererwärmung benötigten Nachheizenergie liegt bei der Deckung der Zirkulationsverluste.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

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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