Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte Solare Luftheizung Projektanalyse Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte Industrielle solare Luftheizung, Quebec, Kanada Bild: Conserval Engineering © Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – 2006.

Ziele Überblick über die Grundlagen von Systemen zur solaren Luftheizung (SLH) Darstellung der zentralen Über- legungen für die Projektanalyse von SLH Einführung in das RETScreen®- Projektmodell für SLH

Was können Anlagen zur solaren Luftheizung leisten? Warmluft zur Klimatisierung Warme Prozessluft …aber auch… Wetterhülle Reduzierte Wärmeverluste durch die Außenwand Reduzierte Schichtung Bessere Luftqualität Reduzierte Unterdruck- probleme Schule, Yellowknife, kanada Solarkollektor Bild: Arctic Energy Alliance Bild: Enermodal Engineering

Funktion von SLH -Systemen Dunkler perforierter Absorber fängt Sonnenenergie ein Ventilator zieht Luft durch Kollektor und Abdeckung Regelung kontrolliert Temperatur Drosselklappen Zusatzheizung Luft wird im Gebäude verteilt Rückgewinnung der Wandwärme- verluste Entschichtung Bypassklappe für Sommerbetrieb 3 4 7 2 VENTILATOR VERTEILUNGSZÜGE 6 RÜCKTRANSPORT DER WANDWÄRMEVERLUSTE DURCH EINSTRÖMENDE LUFT AUßENLUFT WIRD BEIM PASSIEREN DES ABSORBERS ERWÄRMT LUFTSPALT 5 1 LUFTRAUM MIT UNTERDRUCK LUFTRAUM SOLARABSORBER PROFILIERTES BLECH SORGT FÜR WINDSCHUTZ

Gewerbliche/Häusliche SLH-Systeme Zwei Arten von Systemen Anwendungsbezogene Klimatisierung (Wohnhäuser und Schulen) Heizung, Kühlung und Belüftung mit 10-20% Frischluft SLH-Kollektor in Verbindung mit konventionellen Ventilatoren und Belüftungsschächten Ergänzung bei Bedarf durch konventionelle Heizung Keine Entschichtung Vorwärmkreislauf erlaubt die Verwen-dung von mehr Frischluft

Industrielle SLH-Systeme Zur Klimatisierung in Fabriken, Lagerhallen etc. Perforierte Züge aus Gewebe verteilen die Luft unterhalb des Daches Temperaturregelung: Mischung frischer und rezyklierter Luft, bei Bedarf Heizung Entschichtung: kühle Luft vermischt sich mit Deckenluft und sinkt

SLH-Systeme für Prozesswärme Kollektor auf jede geeignete Oberfläche montiert Auslass des Kollektors führt zum Prozess Temperatur kann geregelt werden durch Konventionelle Heizung Bypassklappe Saatguttrocknung Erfordert niedrige Temperaturen, um Schäden am Saatgut zu vermeiden Luftvorerwärmung bei industriellen Prozessen Teetrocknung, West-Java, Indonesien Bild: Conserval Engineering

Solarangebot vs. Bedarf für Luftwärme Iqaluit, Kanada, 64ºN Lanzhou, China, 36ºN 6 6 4 4 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Moskau, Russland, 55ºN Jakarta, Indonesien, 6ºS 6 4 Max. Sonnenstunden pro Tag auf Kollektorebene 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Buffalo, USA, 43ºN Monate mit mittlerer Temperatur < 10ºC sind bewölkt Vertikale, zum Äquator gerichtete Flächen außer Jakarta (horizontal) Nutzungsanteil im Monat 6 4 2 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

SLH-Systemkosten und Einsparungen 1 m2 Kollektor Installationskosten: Kollektor: 100$ bis 250$/m2 Lüftungssystem: 0$ bis 100$/m2 Gesamt: 100$ bis 350$/m2 abzgl. Kosten für konv. Gebäudehülle Energieertrag: 1 bis 3 GJ/Jahr Strom 0,05$/kWh 0,12$/kWh Diesel 0,30$/l 0,70$/l Jährl. Einsparung bei 2 GJ Energieertrag Gas 0,17$/m3 0,45$/m3 0$ 20$ 40$ 60$

Projekt zur solaren Luftheizung Überlegungen Am wirtschaftlichsten bei Neubau und Renovierung Gutschrift für Verkleidung Sicherstellen, dass SLH leicht in bestehendes Belüftungssystem integriert werden kann Die meisten dunklen Farben haben Absorptionsfaktor von 0,80-0,95 Architektonische Aspekte können sehr wichtig sein Wirtschaftlicher bei hoher Personennutzung Kann um Fenster und Türen herum angebracht werden Vorhandene Ventilatoren und Lüftungszüge können verwendet werden Niedrige oder keine zusätzlichen Wartungskosten Solare Luftheizung Systemkomponenten Abluftventilator Luftzüge Rezykl. Luft Bypassklappe Vordach Kaltluftklappe Sommer- Bypass-Klappe Ventilator Perforierter Plattenabsorber Grafik: NRCan

Beispiele: Kanada and USA Heizungssysteme zur Belüftung Verbesserte Luftqualität bei niedrigen Kosten Größe reicht von einigen m2 bis 10.000 m2 Luftzüge sollten nahe der südwärts gerichteten Außenwand verlegt werden Typische Amortisationszeiten von 2 bis 5 Jahren Industrielle Systeme haben oft die kürzeste Amortisationszeit Wohnhaus, Ontario, Kanada Brauner Kollektor an Industrie- gebäude, Connecticut, USA Mobiles Klassenzimmer, Ontario, Kanada Bild: Conserval Engineering Bild: Conserval Engineering

Beispiel: Indonesien Prozesswärmesysteme Normalerweise Systeme mit konstantem Durchfluss und sehr einfacher Regelung Verwendet zur Trocknung von Saaten, die ganzjährig geernted werden Am besten, wenn sonnige Saison mit Ernte zusammenfällt Teetrocknung, West-Java, Indonesien Bild: Conserval Engineering

RETScreen® Solare Luftheizung Projektmodell Weltweite Analyse von Energieproduktion, Lebenszykluskosten und Minderung vonTreibhausgasemissionen Belüftung Prozesswärme Wärmerückgewinnung Entschichtung Nur 12 Datenpunkte bei RETScreen® vs. 8.760 bei stündlichen Simulationsmodellen Derzeit nicht abgedeckt: Fortgeschrittene HRV-Systeme Andere als Solarwall®-Technologie Unausgeglichene Belüftungssysteme

RETScreen® SAH Energieberechnung Berechnung Solarenergie- angebot Industrielle Systeme: 3 Schritte Berechnung Kollektor- Wirkungsgrad Berechnung Temperaturan- stieg u. solarer Nutzungsfaktor Solare Ener- gieeinsparung Energieeinsparung aus Wärmerückgew. Energieeinsp. d. Entschichtung Siehe e-Handbuch Analyse sauberer Energieprojekte: RETScreen® Engineering und Fälle Kapitel Projektanalyse Solare Luftheizung Gesamteinsp. Gewerbe / Wohn-geb. Gesamteinsp. Prozesswärme Gesamteinsp. Ind. Gebäude

Beispiel zur Validierung des RETScreen® SLH-Projektmodells

Schlussfolgerungen SLH liefert Wärme für Belüftung und Prozessluft Standorte weltweit verfügen über ausreichend Solarenergie, falls Luft- heizung benötigt wird SLH dient als Wetterverkleidung und wird in konventionelles Belüftungs- system eingespeist RETScreen® berechnet für SLH-Systeme Energieertrag, Wirkungsgrad und Temperaturanhebung Wärmerückgewinnung an Außenwand Verringerte Wärmeverluste durch Entschichtung RETScreen® ist eine Jahresanalyse mit monatlicher Angebotsberechnung, die zu einer mit stündlichen Simulationsmodellen vergleichbaren Genauigkeit führt RETScreen® kann Kosten für Vorstudien zur Machbarkeit deutlich senken

Fragen? www.retscreen.net Projektanalysemodul für solare Luftheizung Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte von RETScreen® International Für weitere Informationen besuchen sie bitte die RETScreen-Internetseite www.retscreen.net