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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Evaluation größerer solarthermischer Anlagen in Hamburg
B. Weyres-BorchertSolarZentrum Hamburg
DGS, LV Hamburg/Schleswig-Holstein
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Projekt der Solarinitiative Nord
Auftraggeber:Behörde für Stadtent- wicklung und Umwelt
Träger:Zentrum für Energie,Wasser und UmweltZEWU
Deutsche Gesellschaftfür SonnenenergieDGS
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Einflussgrößen auf den Solarertrag
Warmwasserverbrauch
Speichergröße
RegelungPufferentladung
Kollektorleistung
EinstrahlungWärmetauscher
Volumenstrom Sekundärkreis Volumenstrom Solarkreis
Fühlerpositionierung
Kollektorfläche
AuslastungSystemkonfiguration
Armaturen
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
200
250
300
350
400
450
500
20 40 60 80 100
Solarkreisertrag[kWh/m²a]
Auslastung[Liter/m²]
Empfehlung:Auslastung 45 – 55
[Liter/m²]
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Auswirkung der Änderung des WW-Verbrauchs auf den spez. Solarkreisertrag
-20%
-15%
-10%
-5%
0%
5%
10%
15%
-30% -15% 0% 15% 30%
rel. Abweichung WW-Verbrauch
rel.
Ab
we
ich
un
g s
pe
z. E
rtra
g
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Auswirkung der Änderung der Einstrahlung auf den spez. Solarkreisertrag
-10%-5%0%5%
10%
-10% -5% 0% 5% 10%
rel. Abweichung Einstrahlung
rel.
Ab
wei
chu
ng
sp
ez. E
rtra
g
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Solarvertrag – Unterlagen komplett ?
-Simulation ✔-Hydraulikschema ✔ -Anlagekenngrößen ✔
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
T*SOL Polysun Getsolar
Besondere Beachtung:- Zirkulationsverluste- thermische Desinfektion- Volumenströme
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Ablauf Monitoring
Datenerfassung für ein Jahr
spez. Solarkreisertrag ≥ Garantiewert x 0,9 ?
OK
Controlling für weitere zwei Jahre
korrigierter Garantiewert
spez. Solarkreisertrag ≥ korr. Garantiewert x 0,9 ?
Garantiefall
EinstrahlungWW-Verbr.
j
j
n
n
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Messung Solarkreisertrag
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Messung Warmwasserverbrauch
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Problem: dezentrale WW-Bereitung mit Wärmeübergabestationen
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Solaranlage mit Speicherentladung über den Entladewärmetauscher (Durchflussprinzip), ohne Zirkulation
Vorteile: Nachteile:
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Vorteile: Nachteile:
Solaranlage mit Speicherentladeprinzip und Nachheizung in den Nachheizspeicher mit zusätzlichem Vorwärmspeicher, ohne Zirkulation
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Anlagenschemata:- Puffer- und Bereitschaftsspeicher mit Vorwärmspeicher- Pufferspeicher mit Frischwasserstation- Zweispeichersystem
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Anlagenschema mit SEZ – Verbrauchen vor Speichern
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Anlagen im Monitoring – Übersicht Stand Feb 2010
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Rauchschwalbenweg 25, 22147 Hamburg
• 42 m² Flachkollektoren (BUSO)
• 2 x 1.000 Liter Pufferspeicher
• Solarthermische Anlage mit Heizungsunterstützung
• Trinkwassererwärmung mit Frischwasserstation
• Datenaufzeichnung durch Betreiber
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Technische Alternative
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Tage mit Stagnation (TKoll = 140°C) bei Kollektorkreisabschaltung
Juni 2006: 9 Juli 2006: 28
Sens1 Kollektor
02040
6080
100120
140160
00:0
6:50
10:1
1:00
07:3
2:00
14:5
8:20
16:1
4:20
15:0
0:00
14:5
1:50
10:3
3:20
23:5
0:30
12:2
3:10
09:1
0:30
10:4
2:50
07:1
4:50
18:3
2:10
17:4
2:10
10:0
6:20
16:1
7:00
13:5
4:30
15:4
0:40
Sens1 Kollektor
02040
6080
100120
140160
00:1
2:10
09:5
7:30
00:5
9:40
07:2
9:40
08:0
0:20
22:2
0:20
09:2
6:30
11:1
7:40
15:1
7:40
08:2
4:30
16:4
3:50
09:0
2:50
11:3
4:30
11:0
1:40
10:2
5:00
00:3
2:00
03:0
8:40
21:1
8:10
19:0
5:50
Ursache: Luft im Solarkreis !
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
4.4 – 74
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
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
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
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Störung im Pufferentladekreis
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] / WW-Verbrauch
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] / Einstrahlung
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Spez. Anlagenerträge [kWh/Monat] im Vergleich
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Im Vergleich VRK / FK
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Im Vergleich VRK / FK
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
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
795
0
735
0
2188
180
Solar Roof SW Kollektorfeld7 Elemente 7,95 (7,35) x 2,188 mEin Element mit Blindfläche wegen BeschattungWirksame Kollektorfläche: 94,72 qmBruttokollektorfläche: 104,72 qm
RücklaufVorlauf
Entlüftung
420
15346
EntlüftungEntlüftung Entlüftung
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Schaltschema
P3
BA
AB
A
AB B
MAG
Nachrang 2xPufferspeicherRATIO HP 800
Vorrang 3xPufferspeicherRATIO HP 800
Kollektorfeld
AuffanggefäßfürSolarflüssigkeit
Heizungs- regelung
Vorlauf Nachheizung
Rücklauf Nachheizung
P4
Kaltwasser
P6
P5
Wa
rmw
asse
r
AAB
VZ
B
PZirk
Zirk
ula
tion
VLegABAB
Solarregler
SU
NG
O
WM
Z
T1
T9
P2/A2
P1/A1
T5
T2
V1.1/A4
V1.2/A4
T6
T3
T7
T8
A3
A5
A6
T4
Pufferentladegruppe
Trinkwasser-VorwärmspeicherRET1000
Warmwasser-Bereitschaftsspeicher(bauseits)
Durchflussm.
Parallelschaltung der Speicher:nach Tichelmann, bes. auf Formstücke achten!
Parallelschaltung der Speicher:mittig symmetrisch
System 1251
Solarstation DN32
E10
Bie Aktivierung von Vleg mussP6 (z.B. über Relais) in Betrieb gesetzt werden
230 V~
WMZ Hamburger Progr.
Zähler Qn10 Hamburger Progr.
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Hufnerstr. 5: SolarkreisertragMonitoringzeitraum: Apr 06 – Nov 06 (8Mon)Gemessen: 319 kWh/m²aBerechnet: 374 kWh/m²a
010203040506070
Apr06
Mai06
Jun06
Jul06
Aug06
Sep06
Okt06
Nov06
gemessen berechnet
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Hufnerstr. 5: Warmwasserverbrauch
Gemessen: 3.156 Liter/Tag (Schwachlastperiode) geringe Auslastung: 31 l/Tag
0
1.000
2.000
3.000
4.000
5.000
Apr 06 Mai 06 Jun 06 Jul 06 Aug 06 Sep 06 Okt 06
gemessen
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
200
250
300
350
400
450
500
20 40 60 80 100
Solarkreisertrag[kWh/m²a]
Auslastung[Liter/m²]
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
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 + HeizungKollektorfläche > 30 m2 garantierter Ertrag
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
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
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SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
Technische DatenGehäuse: Kunststoff, PC-ABS und PMMASchutzart: IP 20 / DIN 40050Umgebungstemperatur: 0 ... 40 °CAbmessungen: Ø 130 mm, Tiefe 45 mmEinbau: WandmontageAnzeige: Balken-LED zur Kontrolle der Speicherkapazität sowie 1 Leucht-Drucktaster zur Darstellung des SD-KartenstatusVersorgung: Eingangsspannung Steckernetzteil: 100 ... 240 V~Nennstrom: 350 mAEingangsspannung Datalogger: 5 V DC ± 5 %Schnittstellen: VBus® zum Anschluss an RESOL Regler, LANSpeicher: 30 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M, einem HKM und einem WMZ-Modul60 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M und einem HKM120 Monate für ein System mit einem DeltaSol® M
www.resol.de
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[email protected] www.solarzentrum-hamburg.de
SolarZentrum HamburgSolarZentrum Hamburg
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
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