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Solarthermie

Messergebnisse

Die im Folgenden beschriebenen Messgrößen werden ca. alle 2 Sekunden vom Datenerfassungsgerät (HWH Systemtechnik, Datalog 32) erfasst und als 5-Minuten-Mittelwerte oder -Summen abgespeichert. Kürzere Speicherintervalle sind möglich und werden zur Kontrolle des dynamischen Anlagenverhaltens über begrenzte Zeiträume durchgeführt (z.B. im Probebetrieb nach Fertigstellung der Anlage). Bei den meisten Messwerten werden zusätzlich die Maximum- und/oder Minimumwerte innerhalb des Speicherintervalls aufgezeichnet. 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.

 

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 Trink- und Beckenwassererwärmung der Albtherme Waldbronn. 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)
Spezifische Tagessummen der Strahlungs- und Nutzenergie (gemittelt aus Wochensummen) und Wochenmittelwerte des Systemnutzungsgrades (3. Intensivmessjahr)

Systemnutzungsgrad

Im 1. Messjahr (05.11.2003 - 04.11.2004) wurden von der Einstrahlungsenergie auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 306.614 kWh bzw. 1.356 kWh/m² insgesamt 127.016 kWh solare Nutzenergie (QSOL) über die beiden Solarwärmetauscher WT1 und WT2 an die Nutzer Duschwasser- und Beckenwasserkreis abgegeben.

Von den 127.016 kWh wurden 115.553 kWh (91 %) zur Erwärmung des Duschwassers und 11.463 kWh zur Erwärmung des Beckenwassers genutzt.

Die Energiedifferenz zwischen EITK und QSOL wurde an den Kollektoren reflektiert oder als thermische Verluste an die Umgebung abgegeben. Prozentual wurden von der eingestrahlten Energie 41,4 % (Systemnutzungsgrad) an den Dusch- und Beckenwasserkreis abgegeben.

Im 2. Intensivmessjahr (05.11.2004 - 04.11.2005) konnten von 305.251 kWh bzw. 1.349 kWh/(m²a) solarer Einstrahlung, 43.405 kWh zur Erwärmung von Becken- und Duschwasser genutzt werden. Davon wurden 40.790 kWh zur Duschwassererwärmung und 2.614 kWh zur Beckenwassererwärmung genutzt. Daraus ergibt sich ein Systemnutzungsgrad von 14,2 %. Im zweiten Messjahr fällt der Nutzungsgrad sehr niedrig aus, da es hier zu Störungen kam, die den Betrieb der Anlage nachhaltig behinderten.

Insgesamt 36,7 % oder 111.483 kWh der solaren Einstrahlung in Höhe von 303.477 kWh (1.342 kWh/m²) konnte im 3. Intensivmessjahr (15.11.2008 - 14.11.2009) in Nutzwärme umgewandelt werden. Dabei wurden 68.508 kWh zur Erwärmung des Duschwassers und 42.975 kWh zur Erwärmung des Beckenwassers genutzt. Nachdem die Betriebsstörungen größtenteils beseitigt werden konnten (siehe Bericht), wurde im dritten Messjahr wieder ein zufriedenstellender solarer Ertrag erzielt.

Die Bilder 6.14 bis 6.16 zeigen die spezifischen Tagessummen, der Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad (gemittelt aus den Wochensummen bzw. -mittelwerten).

 

 

 

Wochensummen der solaren Nutzenergie und der Energie für Frischwasserverbrauch und Wochenmittelwerte des solaren Deckungsanteils an der Energie für den Frischwasserverbrauch (1. Intensivmessjahr).
Wochensummen der solaren Nutzenergie und der Energie für Frischwasserverbrauch und Wochenmittelwerte des solaren Deckungsanteils an der Energie für den Frischwasserverbrauch (2. Intensivmessjahr).
Wochensummen der solaren Nutzenergie und der Energie für Frischwasserverbrauch und Wochenmittelwerte des solaren Deckungsanteils an der Energie für den Frischwasserverbrauch (3. Intensivmessjahr).

Wärmeverbrauch und Deckungsanteil

Mit der vom Solarsystem gelieferten Nutzenergie für die Duschwassererwärmung von 115.553 kWh im 1. Messjahr und 40.790 kWh im 2. Messjahr konnten insgesamt 22,1 % bzw. 8,9 % der Duschwasser-Zapfenergie solar gedeckt werden. Im 3. Messjahr konnten 28,7 % gedeckt werden.

Zur Bestimmung des solaren Deckungsanteils an der Erwärmung des in die Becken eingespeisten Frischwassers muss mangels Messstellen der Energiebedarf für die Erwärmung des Beckenwassers überschlägig berechnet werden. Dabei werden weder Verluste des Heizkessels noch Verteil- oder andere Energieverluste berücksichtig sondern lediglich der Energieinhalt des nachgespeisten erwärmten Frischwassers. Unter Annahme einer konstanten Erwärmung von 17 °C auf 40 °C beträgt die Jahressumme der Energie für die Beckenwassernachspeisung 208.540 kWh (1. Messjahr), 161.600 kWh (2. Messjahr) bzw. 158.646 kWh (3. Messjahr). Die solaren Nutzenergien von 11.463 kWh im 1. Messjahr, 2.614 kWh im 2. Messjahr und 42.975 kWh bedeuten einen solaren Deckungsanteil an der Beckenwassererwärmung von 5,5 %, 1,6 % bzw. 27,1 %. Diese Werte sind in den ersten beiden Messjahren vor allem deshalb so gering, weil der Solarwärmetauscher der Beckenwassererwärmung wegen der bereits beschriebenen Undichtigkeiten nur selten in Betrieb war.

Die vom Solarsystem gelieferte Jahres-Nutzenergie von insgesamt 127.016 kWh (1.Intensivmessjahr), 43.405 kWh (2. Intensivmessjahr) und 111.483 kWh hatte einen Anteil von 17,4 %, 7,0 % bzw. 26,6 % an der gesamten Trink- und Frischwassererwärmung der Albtherme Waldbronn.

In den Bildern 6.17 bis 6.25 ist der Verlauf des solaren Deckungsanteils bezogen auf den Energiebedarf für den Dusch-, Frisch- bzw. Summe aus Dusch- und Frischwasser (Gesamtwarmwasserverbrauch) 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 Kessel-, Speicher- und Zirkulationsverlusten.

Weitere Informationen und Anlagen

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

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