Evaluation größerer solarthermischer Anlagen in Hamburg B Evaluation größerer solarthermischer Anlagen in Hamburg B. Weyres-Borchert SolarZentrum Hamburg DGS, LV Hamburg/Schleswig-Holstein

Projekt der Solarinitiative Nord Auftraggeber: Behörde für Stadtent- wicklung und Umwelt Träger: Zentrum für Energie, Wasser und Umwelt ZEWU Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie DGS

Einflussgrößen auf den Solarertrag Warmwasserverbrauch Systemkonfiguration Auslastung Speichergröße Armaturen Kollektorleistung Regelung Pufferentladung Kollektorfläche Einstrahlung Fühlerpositionierung Wärmetauscher Volumenstrom Sekundärkreis Volumenstrom Solarkreis

Solarkreisertrag [kWh/m²a] Empfehlung: Auslastung 45 – 55 [Liter/m²] Auslastung [Liter/m²]

Solarvertrag – Unterlagen komplett ? Simulation ✔ Hydraulikschema ✔ Anlagekenngrößen ✔

T*SOL Polysun Getsolar Besondere Beachtung: Zirkulationsverluste thermische Desinfektion Volumenströme

OK Ablauf Monitoring Datenerfassung für ein Jahr n spez. Solarkreisertrag ≥ Garantiewert x 0,9 ? Einstrahlung WW-Verbr. korrigierter Garantiewert j spez. Solarkreisertrag ≥ korr. Garantiewert x 0,9 ? OK j n Controlling für weitere zwei Jahre Garantiefall

Messung Solarkreisertrag

Messung Warmwasserverbrauch

Problem: dezentrale WW-Bereitung mit Wärmeübergabestationen

Solaranlage mit Speicherentladung über den Entladewärmetauscher (Durchflussprinzip), ohne Zirkulation Vorteile: Nachteile:

Solaranlage mit Speicherentladeprinzip und Nachheizung in den Nachheizspeicher mit zusätzlichem Vorwärmspeicher, ohne Zirkulation Vorteile: Nachteile:

Anlagenschemata: - Puffer- und Bereitschaftsspeicher mit Vorwärmspeicher - Pufferspeicher mit Frischwasserstation - Zweispeichersystem

Anlagenschema mit SEZ – Verbrauchen vor Speichern

Anlagen im Monitoring – Übersicht Stand Feb 2010

Rauchschwalbenweg 25, 22147 Hamburg 42 m² Flachkollektoren (BUSO) 2 x 1.000 Liter Pufferspeicher Solarthermische Anlage mit Heizungsunterstützung Trinkwassererwärmung mit Frischwasserstation Datenaufzeichnung durch Betreiber

Schaltschema

Technische Alternative

Tage mit Stagnation (TKoll = 140°C) bei Kollektorkreisabschaltung Juni 2006: 9 Juli 2006: 28 Ursache: Luft im Solarkreis !

Mietergenossenschaft Gartenstadt Farmsen 30,4 m² Flachkollektoren Wagner LB 2 x 800 Liter Pufferspeicher 400 Liter Vorwärm- und 700 Liter Bereitschaftsspeicher Solarthermische Anlage zur Warmwasserbereitung Warmwasserbedarf (berechnet): 1.500 Liter (50°C) pro Tag Datenaufzeichnung mit SunControl 4.4 – 74

SunControl (Ing.-Büro Brennpunkt, Berlin) Wasserzähler QN 2,5 Klasse B mit Impulsausgang (1 Impuls/l) zur Erfassung des Warmwasserverbrauchs Wärmemengenzähler geeicht QN 2,5 Klasse B zur Erfassung des solaren Ertrags, M-Bus fähig Impulssammler M-Bus fähig Datenlogger, M-Bus fähig zur Erfassung der relevanten Daten wie Energie, Volumen, Leistung, Durchfluss, Vor- und Rücklauftemperatur. Meßintervall Min. 5 min., Datenbereitstellung via Terminalprogramm Hyperterminal (MS Windows Standard) zur Weiterverarbeitung in EXCEL. Speichertiefe Minimum 4 Wochen. Analogmodem mit Standard COM-Schnittstelle passend zu oben genannten Datenlogger Software zum automatischen Auslesen der geloggten Daten 4.4 – 74

4.4 – 74

Störung im Pufferentladekreis

Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] / WW-Verbrauch

Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] / Einstrahlung

Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] im Vergleich

Im Vergleich VRK / FK

Im Vergleich VRK / FK

Hufnerstr. 5 94,7 m² Flachkollektoren Solar Roof FDK AR 5 x 800 Liter Pufferspeicher 1.000 Liter Vorwärm- und 2 x 1.000 Liter Bereitschaftsspeicher Solarthermische Anlage zur Warmwasserbereitung Warmwasserbedarf (berechnet): 4.200 Liter (60°C) pro Tag (1. Ausbaustufe) Datenaufzeichnung mit SunControl

Schaltschema

Hufnerstr. 5: Solarkreisertrag Monitoringzeitraum: Apr 06 – Nov 06 (8Mon) Gemessen: 319 kWh/m²a Berechnet: 374 kWh/m²a

Hufnerstr. 5: Warmwasserverbrauch Gemessen: 3.156 Liter/Tag (Schwachlastperiode) -> geringe Auslastung: 31 l/Tag

Solarkreisertrag [kWh/m²a] Auslastung [Liter/m²]

kWh/(m2a)

Kosten

Förderung große solarthermische Anlagen Bafa: Kollektorfläche 20 - 40 m2, Innovationsförderung Kreditanstalt für Wiederaufbau: Kollektorfläche > 40 m2, Programm Erneuerbare Energien, Programmteil Premium, 30% Teilschulderlass Hamburg: Klimaschutzprogramm Solarthermie + Heizung Kollektorfläche > 30 m2 garantierter Ertrag

Bisherige Erfahrungen und Ausblick Monitoring trägt zur Qualitätssicherung bei Voraussetzungen: - Sorgfältige Anlagensimulation (entsprechend der realisierten Anlage!) - Frühzeitige Absprache zur Messtechnik - Installation der Messtechnik (WMZ) nach Vorgaben - Vertragsunterzeichnung erst nach Datencheck Neue Ertragskontrollverfahren - Datenkommunikation via Mobilfunk/Telefonanlage

Technische Daten Gehäuse: Kunststoff, PC-ABS und PMMA Schutzart: IP 20 / DIN 40050 Umgebungstemperatur: 0 ... 40 °C Abmessungen: Ø 130 mm, Tiefe 45 mm Einbau: Wandmontage Anzeige: Balken-LED zur Kontrolle der Speicherkapazität sowie 1 Leucht-Drucktaster zur Darstellung des SD-Kartenstatus Versorgung: Eingangsspannung Steckernetzteil: 100 ... 240 V~ Nennstrom: 350 mA Eingangsspannung Datalogger: 5 V DC ± 5 % Schnittstellen: VBus® zum Anschluss an RESOL Regler, LAN Speicher: 30 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M, einem HKM und einem WMZ-Modul 60 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M und einem HKM 120 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M www.resol.de

Was das Monitoring kann Was das Monitoring nicht kann Solarkreiserträge ermitteln - Solare Deckungsraten ermitteln Solarkreisnutzungsgrade berechnen - Energieeinsparungen bestimmen Störungen erkennen - wahrscheinliche Fehlerursachen anzeigen Anlagenbesitzer / Installationsfirmen - automatische Fehlermeldung zu Störungen informieren

für die Aufmerksamkeit! Vielen Dank für die Aufmerksamkeit! Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit !