Stand der Solarthermienutzung Fakultät Maschinenwesen Institut für Energietechnik, Professur für...

Stand derSolarthermienutzung

Fakultät Maschinenwesen Institut für Energietechnik, Professur für Energiesystemtechnik und Wärmewirtschaft

Dresden, 23. März 2011

Dr.-Ing. Karin Rühling

Technische Universität Dresden

Institut für Energietechnik

karin.ruehling@tu-dresden.de

VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 2

E-Netz

Fernwärme

KWK

KW

HKW

KM

zentral dezentral

KWK – KWKK - Solarthermie

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Allgemeine Grundschaltung - Voraussetzungen

Kollektor

Speicher

2. Erzeuger

Wärmeverbraucher

Vor Installation einer Solarthermie-Anlage: Suchen nach wirtschaftlichem Energieeinsparpotential

Gebäudeseite Kritische Analyse des Nutzerverhaltens Optimierung der existierenden Heizungsanlage; ggf.

Entscheidung für Neuanlage

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Vakuumröhren-Kollektoren Direktdurchfluß /WärmerohrNicht konzentrierende Flüssigkeitskollektoren

Vakuum-Röhrenkollektoren

direkt durchflossen TYP A

Vorlauf Rücklauf

Absorber

äußere Glasröhre(evakuiert)

Quelle: Prinzsolar 1996

Nicht konzentrierende Flüssigkeitskollektoren

Vakuum-Röhrenkollektoren Wärmerohr-Prinzip

Quelle: www.sunselect.de

Quelle. www.oekotec-online.de Quelle: www.solifer.de

www.narva.de

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Vergleich für verschiedene Arbeitsbereiche (Aperturfläche)

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Arbeitsbereich VRK (Bruttofläche) Fernwärme

0,0

0,1

0,2

0,3

0,4

0,5

0,6

0,7

0,8

0,9

1,0

0 20 40 60 80 100 120 140 160

Wir

ku

ng

sg

rad

tm - tU

Arbeits-bereich

1000 W/m²

800 W/m²

500 W/m²

200 W/m²

VAKUUM-RÖHRENKOLLEKTORh0 = 0,642; k1 =0,89 m²/K/ W; k2 = 0,001 m²/K²/ W

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Trinkwassererwärmung

Quelle: Valentin Software T*SOL Pro

Standardlösung: Speicherung TWW

Trend großer PufferspeicherKleiner Speicher TWW

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Kombianlagen

Trend Pufferspeicher mit integrierter Trinkwassererwärmungoben: Tank in Tankunten: Rohrbündel

Quelle: Valentin Software T*SOL Pro

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Kombianlagen Bsp. Ertragsvergleich

FlachkollektorenAkoll li: 8 m² re: 10 m²Ausrichtung Süd; 30 ° Neigung

Speicher li: 650 l re: 750 lTWWB 160 l/d bei 50 °CFBH 40 °C/25 °C

Quelle: Valentin Software T*SOL Pro

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Solar Aktiv Haus

Quellen: SonnenhausInstitut, solifer

69 m² Solar-Roof-ST in 68 ° Neigung28 m³ PufferspeicherSpitzenlast – Holzheizung (Kamin)

97 % Solarer Deckungsgrad

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Kunststoffspeicher bis 50 m³ vor Ort montiert – Beispiele

4 m³; 40 m² FK, Pelletkessel oben: 44 m³ unten: 5 m³

www.ichbin2.dehttp://wp.fsave.de/

oben: 2,2 m³ Standardkubisch mit Anschlusseinheit unten: Schnittemodell

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0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1 10 100 1000 10000 100000

Invest

kost

en

in

EU

R/

m²

Kollektorfläche in m²

Aktueller Trend Investitionskosten sowie Kosten/Nutzen

kWhinagJahersertr

nskostenInvestitioKN

3 …. 2,4 … 1,7 0,5 …1

Folie 13

1800

1700

1600

1500

1400

1300

1200

1100

1000

900

800

700

600

500

400

300

200

100

0

1643

1008

848

1140

5 % Energ

iepre

isste

igeru

ng

3 % Energiepreissteigeru

ng

2 % Inflation

4 % Inflation

Ein Vergleich: Kaufkraftentwicklung bei Einsparungen und Einnahmen

Euro

Einsparung mit Solarwärme (Solarthermie)

Herr Meyer installiert eine Sonnenheizung

im EFH Altbau für 15.000 € und spart im

1. Jahr 650 € für Heizöl ein.

Einnahme mit Solarstrom (Photovoltaik)

Herr Meyer installiert eine Solarstromalage

im EFH Altbau für 7.000 €. Er verkauft den

Strom an den Energieversorger und nimmt

im 1. Jahr 650 € dafür ein.

542

450

443

299

ohne Energiepreissteigerung / ohne Inflation

20101. Jahr

20155. Jahr

202010. Jahr

202515. Jahr

203020. Jahr

Jahr der Installation

sinkende Kaufkraft

durch Inflation

steigende Kaufkraft durch

steigende Energiepreise / Inflation

Summe über 20 Jahre17.466 €

Summe über 20 Jahre10.803 €

Summe über 20 Jahre9.067 €

Summe über 20 Jahre13.000 € ohne

Einnahme / Einsparung

steuerFREI!

versteuern!

Summe über 20 Jahre21.493 €

Quelle: Timo Leukefeld

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Außerbetriebnahme des GUD Dieselstraße an den Wochenenden

Zeitraum Mai bis September

Mittlere FW-Leistung für den Wochenendfall 27 MW

Frühester Beginn OFF-Zeit GUD freitags 20:00 Uhr

Spätestes Ende OFF-Zeit GUD montags 8:00 Uhr

Ersatzbetrieb über eine Kombination aus Hochleistungs-Großwärmepumpen

Solarthermie-Großanlage

Wochenspeicher

Einbindung von Umweltenergie in das Fernwärmenetz der EVH GmbH

Zukunft: Zentrale KWK und Solarthermie

Folie 15VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung

Offen für Fragen …Partner in Aus- und Weiterbildung, Forschung

& Entwicklung…

http://tu-dresden.de/mw/iet/ew

COPSolarthermie

100 … 200