Förderkonzept „Solarthermie-2000“, Teilprogramm 2 · PDF filespezifische Wärmekapazität 6000 J/(m²#K) Wärmeträgerinhalt pro Kollektor LB 87: 4 l; LB 76: 3,5 l; LB 5: 2,6

Fachhochschule Of fenburg - Fachbereich Maschinenbau, Studiengang Versorgungstechnik Badstraße 24, 77652 Offenburg, Tel.: 0781/205-136, Fax: 0781/205-138, http://www.fh-offenburg.de/mv/st2000

Förderkonzept „Solarthermie-2000“, Teilprogramm 2

BERICHT

für das Projekt

Förderkennzeichen: 032 9652 K

Berichtszeitraum: 03.02.2000 – 31.07.2003

Fachhochschule Offenburg Badstraße 24, 77652 Offenburg

Prof . Elmar Bol l in Dipl.-Ing. (FH) Uta-Maria Klingenberger

Dipl.-Ing. (FH) Sascha Himmelsbach

O f f e n b u r g September 2003

Solarthermie-2000, Teilprogramm 2 Seite 2 Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden

INHALTSVERZEICHNIS

1 Einleitung

1.1 Solarthermie-2000, Teilprogramm 2 1.2 Förder- und Auswahlkriterien

2 Technisches Datenblatt der Hauptkomponenten des Solarsystems 3 Objektbeschreibung

3.1 Allgemeine Beschreibung des Objektes 3.2 Auslegungswerte für die Solaranlage 3.3 Ablauf der Ausschreibung

4 Beschreibung der technischen Systeme

4.1 Allgemeine Funktionsbeschreibung des Solarsystems 4.2 Regelung

5 Messtechnik

5.1 Messstellen im Solarsystem 5.2 Definition der Kennzahlen des Solarsystems

6 Betriebserfahrungen und Messergebnisse

6.1 Analyse von Messwerten mit hoher Zeitauflösung 6.2 Auswertung der Messergebnisse und Systemkennzahlen 6.2.1 Warmwasserverbrauch und Auslastung 6.2.2 Energien und Nutzungsgrade

7 Systemkosten und garantierter Energieertrag 8 Projektbeteiligte 9 Internet 10 Literatur


1 Einleitung

1.1 Solarthermie-2000, Teilprogramm 2

Im Rahmen des Förderkonzeptes Solarthermie-2000, Teilprogramm 2 sollen in ganz Deutschland

100 solarthermische Großanlagen zur Trinkwassererwärmung errichtet werden. Durch die

Förderung dieser Demonstrations- und Forschungsanlagen soll eine umfassende Erprobung und

Optimierung von Systemen zur aktiven thermischen Solarenergienutzung bei unterschiedlichen

Anwendungsfällen erfolgen. Mit diesem Teilprogramm sollen die technischen Voraussetzungen für

einen künftigen wirksamen Beitrag der Solarthermie zur Energieversorgung geschaffen und

gleichzeitig durch Systemstandardisierung die wirtschaftliche Konkurrenzfähigkeit dieser Anlagen

verbessert werden. Ausreichende Erfahrungen mit den unterschiedlichsten Systemkombinationen

können nur dann gesammelt werden, wenn eine repräsentative Anzahl der diversen

Anlagenvarianten errichtet, über einen längeren Zeitraum betrieben und gleichzeitig intensiv

beobachtet und analysiert werden kann.

In Solarthermie-2000, Teilprogramm 2 soll anhand von Beispiellösungen für größere

solarthermische Anlagen mit einer Mindestkollektorfläche von 100 m² an unterschiedlich genutzten

Gebäuden nachgewiesen werden, dass im Bereich der thermischen Solarenergienutzung

technisch gute Lösungen zur Verfügung gestellt werden können. Diese Systemlösungen sollen

weiter verbessert und angepasst werden. Zugleich soll erreicht werden, dass die wirtschaftliche

Konkurrenzfähigkeit gesteigert wird, indem durch Reduzierung der spezifischen Systemkosten und

Erhöhung des spezifischen Nutzenergieertrages die solaren Nutzwärmekosten gesenkt werden.

Dazu wird im Programm gefordert, dass die Kosten der solaren Nutzwärme einen oberen

Grenzwert von 0,13 €/kWh nicht überschreiten. Dieser Grenzwert basiert auf einer

angenommenen Lebensdauer der Solaranlage von 20 Jahren und einem Zinssatz von 6%.

Erklärtes Ziel des Programmes ist es, diesen Grenzwert zu unterbieten, um die

Konkurrenzfähigkeit der Solarenergienutzung gegenüber konventionellen Energieträgern weiter zu

verbessern.

Das Programm hat darüber hinaus folgende Ziele:

! Stärkung der Vorbild- und Multiplikatorwirkung des öffentlichen Bereiches für den Einsatz

neuer, umweltfreundlicher Energietechniken

! Erweiterung des Erkenntnisstandes durch Einbindung in die Technologieverbreitung bei

- den beteiligten Bundes-, Landes- und kommunalen Behörden sowie deren Einrichtungen

- den lokalen Energieversorgungsunternehmen

- den regionalen Handwerkskammern

- dem produzierenden Gewerbe (Kollektor-, Speicherhersteller, etc.)

- den Installationsfirmen (Sanitär, Heizung, etc.)


- den planenden Architekten und Fachingenieuren

- den Hochschulen und sonstigen wissenschaftlichen Einrichtungen

! Erarbeitung von Beispiellösungen zum Aufbau von Solarsystemen für die diversen Einsatzfälle

und zu ihrer Integration in die konventionelle Energieversorgungstechnik

! Intensive Informationsvermittlung über die Möglichkeiten der Solartechnik an die breite

Öffentlichkeit

Ein wissenschaftliches Begleitprogramm soll durch kontinuierliche Messwerterfassung und –

auswertung sowie Systemanalyse insbesondere Aussagen zum Energieertrag, zum

Langzeitverhalten, zur Betriebssicherheit, zum Wartungsaufwand und damit zur Wirtschaftlichkeit

der Solaranlage liefern.

Durch zweckmäßige Optimierungsmaßnahmen an den einzelnen Systemen sollen die günstigsten

System- und Anbindungsvarianten ermittelt werden.

1.2 Förder- und Auswahlkriterien

1. Gefördert werden solarthermische Demonstrationsanlagen für bestehende oder neu zu

errichtende Gebäude des Bundes und der Länder einschließlich ihrer nachgeordneten

Einrichtungen, der Kommunen einschließlich kommunaler Betreibergesellschaften und

kommunaler Wohnungsgesellschaften sowie Wohnungsbaugenossenschaften und anderer

Körperschaften, Anstalten und Stiftungen des öffentlichen Rechts sowie Körperschaften

privaten Rechts, die gemeinnützigen Zwecken dienen und deren Gebäude überwiegend mit

öffentlichen Mitteln finanziert werden.

2. Antragsberechtigt sind die Eigentümer der Liegenschaften gemäß 1 sowie in besonderen

Fällen lokale Energieversorger dieser Gebäude (Wärmelieferungsmodelle).

3. Die Bausubstanz, die konventionelle Energieversorgungstechnik sowie der Wärme- bzw.

Warmwasserbedarf müssen gute Voraussetzungen für die Nutzung der Solartechnik bieten.

4. Bei bestehenden Gebäuden wird davon ausgegangen, dass eine evtl. notwendige energie-

bzw. haustechnische Anlagensanierung als Eigenleistung durch den Antragsteller vorlaufend

oder zeitgleich erbracht wird.

5. Der Wärmebedarf muss die Errichtung einer Solaranlage mit einer Größe von mindestens 100

m² Kollektorfläche rechtfertigen; in der Regel muss dazu der tägliche Warmwasserverbrauch

ganzjährig bei ca. 7 m³/d oder mehr liegen. Eine geeignete Fläche für die Aufstellung der

Kollektoren muss vorhanden sein.


6. Maßgebend für die Projektauswahl sind die zu erwartenden Nutzwärmekosten der mit der

Anlage bereitgestellten Wärme. Sie sollen 0,13 €/kWh nicht überschreiten. Die Ermittlung der

Nutzwärmekosten erfolgt nach einem einheitlichen und vorgegebenen Verfahren; die

Einzelheiten zum Berechnungsverfahren sind in einem Erläuterungsblatt für Antragsteller, das

über das Forschungszentrum Jülich GmbH (BEO) erhältlich ist, näher aufgeführt.

7. Zur Sicherung eines breiten Demonstrationseffektes wird außerdem die Vielfalt

unterschiedlicher Standorte, Anlagengrößen, technischer Systemlösungen, Hersteller,

Gebäudearten und Betreiber berücksichtigt. Die wirtschaftlichen und technischen

Randbedingungen müssen jedoch in jedem Fall erfüllt sein.

8. Die geförderten Anlagen müssen eine hohe Demonstrationswirkung für die Öffentlichkeit

haben und als Anschauungs- und Lernobjekte geeignet sein.

9. Der Betreiber muss sich zur Teilnahme an dem begleitenden Mess- und

Auswertungsprogramm über einen Zeitraum von ca. 3 Jahren in Zusammenarbeit mit dafür

ausgewählten wissenschaftlichen Einrichtungen bereit erklären.


2 Technisches Datenblatt der Hauptkomponenten des Solarsystems

Kollektoren Kollektorhersteller, Typ Wagner & Co, LB 87, LB 76, LB 5

Bauartzulassung 06-328-102

Absorbermaterial Kupfer

Beschichtung Schwarzchrom auf Nickel auf Kupfer

Wärmedämmung, Dicke Mineralwolle (30 mm) und PU-Schaum (30 mm)

Frontabdeckung, Dicke Antireflexglas

Material Kollektorkasten Aluminium

Zul. Betriebsüberdruck 10 bar

Stillstandstemperatur 189 °C

Konversionsfaktor η0 0,832

linearer Wärmeverlustkoeffizient 2,43 W/(m²#K)

quadratischer Wärmeverlustkoeffizient 0,018 W/(m²#K²)

Winkelkorrekturfaktor 0,93 bei 50 °

spezifische Wärmekapazität 6000 J/(m²#K)

Wärmeträgerinhalt pro Kollektor LB 87: 4 l; LB 76: 3,5 l; LB 5: 2,6 l

Prüfinstitut und Test Nr. Rapperswil Test Nr. 236 (cp: ITW 94 COL11)

Höhe Koll-oberkante über SV 0 m

Ausrichtung (Azimut) (Süd = 0°, Ost = -90°, West = +90°) 0 °

Neigung 45 °

Anzahl Kollektoren 12 x LB 87, 21 x LB 76, 2 x LB 5

aktive Kollektorfläche 276,4 m²

Volumenstrom durch Kollektorfeld 3200 l/h bzw. 11,5 l/(hm²)


Rohrleitung vom Gesamt-Kollektorfeld zum Wärmetauscher Außenbereich Innenbereich

Rohrmaterial Kupfer

Material der Wärmedämmung Aeroflex Mineralfaser

Dicke der Wärmedämmung 32 mm

Wärmeleitfähigkeit λ der Wärmedämmung 0,04 W/(m#K)

Stat. Überdruck am Kollektorfeld 1 bar

Stat. Überdruck am Wärmetauscher 1 bar

Einfache Länge 20 m 3 m

Außendurchmesser da 35 mm 35 mm

Innendurchmesser di 32 mm 32 mm Wärmeträger im Kollektorkreis Hersteller Dowcal (Wagner & Co)

Markenname DC 20

Volumenverhältnis Wärmeträger/Wasser 46 %

Frostsicherheit - 28 °C

Basisstoff Propylenglykol Wärmetauscher Kollektorkreis/Speicherladekreis Hersteller Alfa Laval

Typ CB 76-U131E

Plattenanzahl 131

Leistung 132 kW

Material Edelstahl 1.4401


Pufferspeicher Hersteller Sirch

Typ PS Sonder

Baujahr 1999

Anzahl 3

Volumen je Speicher 4.000 Liter

Material Behälterwand Stahl (ST37-2)

Material Wärmedämmung PU-Weichschaum

Dicke der Wärmedämmung 100 mm

Wärmeleitfähigkeit λ der Wärmedämmung 0,04 W/(m K)

Wärmetauscher Speicherentladekreis/Trinkwasser Hersteller Alfa Laval

Typ CB76-U101Ec

Plattenanzahl 101

Leistung 145 kW

Material Edelstahl 1.4401 Regelung Solaranlage Hersteller Reglerbauart Typ

Pufferspeicher-Beladung und Entladung K&B Digitalregler, nicht frei programmierbar

SOL-ZPS


3 Objektbeschreibung

3.1 Allgemeine Beschreibung des Objektes

Die Stadtklinik Baden-Baden wurde 1977 eröffnet und verfügt derzeit über etwa 406 Betten. Bild

1a zeigt eine Ansicht des Gebäudes mit den Kollektoren.

Bild 1a Südost-Ansicht der Stadtklinik Baden-Baden mit dem Kollektorfeld

Das Kollektorfeld ist wie in Bild 1b dargestellt auf dem Flachdach aufgeständert. Zur Nachheizung

des Warmwassers werden Gas-Heizkessel eingesetzt.

Hauptgründe für die Auswahl der Stadtklinik für das Programm Solarthermie-2000 waren die relativ

moderne konventionelle Haustechnik, die gute Möglichkeit der Aufständerung der Kollektoren auf

dem Flachdach, die wegen der stark wechselnden Belegung hohe Demonstrationswirkung und die

gut einsehbare Lage sowie letztlich die hohe Wahrscheinlichkeit, dass die

Wärmegestehungskosten unter 0,13 €/kWh liegen. Auch die gute Unterbringungsmöglichkeit der

erforderlichen Installationen insbesondere der Pufferspeicher im Dachgeschoss haben zur

positiven Bewertung beigetragen.


Bild 1b Ansicht des Kollektorfelds auf dem Flachdach der Stadtklinik Baden-Baden

3.2 Auslegungswerte für die Solaranlage

Die wichtigsten Kenngrößen für die Auslegung von Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung sind

der tatsächliche Warmwasserverbrauch und das Verbrauchsprofil, d.h. die zeitliche Verteilung der

Warmwasserentnahme. Diese sind oftmals nicht bekannt. Deshalb ist es in vielen Fällen

unumgänglich, den tatsächlichen Verbrauch zu messen und daraus ein Zapfprofil zu erstellen.

Dieses Zapfprofil ist Grundlage für die Anlagensimulation mit einem

Computersimulationsprogramm.

In der Stadtklinik Baden-Baden wurde vom 01.02.98 bis 11.03.98 mittels Volumenzähler im Zulauf

zu den Warmwasserspeichern der tatsächliche Warmwasserverbrauch gemessen und aufgezeichnet.

Zusätzlich wurden die Kalt- und Warmwassertemperatur erfasst, um die Umrechnung der

Verbrauchswerte auf eine vorgegebene konstante Warmwassertemperatur (45°C) zu ermöglichen.

Der unterschiedliche Verbrauch über das Jahr wurde anhand der typischen Jahresverläufe für

Krankenhäuser ergänzt.

Der tägliche Warmwasserverbrauch lag an Werktagen bei durchschnittlich ca. 19.000 Liter, d.h. ca.

47 Liter pro Person. Am Wochenende reduzierte sich der Verbrauch auf 75 % (14.000 Liter). Als

Standard-Warmwasserverbrauch für die Dimensionierung der Solaranlage wurde der Verbrauch an

den Werktagen herangezogen (19.000 Liter/Tag). Für die Dimensionierung der Kollektorfläche wurde

als Standard-Auslastung des Solarsystems 68 Liter Warmwasserverbrauch pro Tag und je m²


Kollektorfläche (Absorber) vorgegeben. Für die Stadtklinik Baden-Baden ergab sich so eine Standard-

Kollektorfläche von 280 m².

Bei der Vorgabe der Standard-Auslastung wurde jedoch nicht berücksichtigt, dass diese für eine

Warmwassertemperatur von 60 °C gilt, die vorgegebenen Verbrauchswerte aber für 45 °C gelten. Bei

45 °C anstatt 60 °C Warmwassertemperatur müsste die Standard-Auslastung auf ca. 100 l/(d⋅m²) erhöht

werden. Dies ergäbe eine Standard-Kollektorfläche von 190 m², die für den gemessenen Verbrauch zu

empfehlen wäre. Die tatsächlich installierte Kollektorfläche von 276,4 m² liegt damit um ca. 45% über

der für den gemessenen Verbrauch zu empfehlenden Kollektorfläche.

Als Solarspeichervolumen wurde 12 bis 15 m³ vorgegeben, installiert wurden 12 m².

Bild 2, Bild 3 und Tabelle 1 zeigen die auf Basis des gemessenen Verbrauchs angenommenen Tages-

und Jahresverbrauchsprofile, die Grundlage der Anlagensimulation mit T°Sol sind.

Bild 2 Halbstundensummen (Tagesprofil) des Auslegungs-Warmwasserverbrauchs an Werktagen Mo. - Fr. (links) und Samstagen (rechts) für die Stadtklinik Baden-Baden

Bild 3 Halbstundensummen (Tagesprofil) an Sonn- und Feiertagen (links) und Monatssummen (Jahresprofil) (rechts)

des Auslegungs-Warmwasserverbrauchs für die Stadtklinik Baden-Baden

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Tabelle 1 Vorgegebenes Tages- und Jahresprofil des Auslegungs-Warmwasserverbrauchs in der Stadtklinik Baden-Baden, basierend auf Verbrauchsmessungen

Uhrzeit Auslegungs-Werktag Auslegungs-Samstag Auslegungs-Sonntag Monat Monats- Liter % Liter % Liter % summe

00:00 m³ 00:30 0 0,00 0 0,00 0 0,00 Januar 724,601:00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 Februar 642,201:30 106 0,56 0 0,00 0 0,00 März 633,602:00 106 0,56 0 0,00 0 0,00 April 600,902:30 0 0,00 0 0,00 0 0,00 Mai 558,603:00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 Juni 532,003:30 0 0,00 106 0,56 106 0,56 Juli 546,204:00 0 0,00 106 0,56 106 0,56 August 546,204:30 0 0,00 0 0,00 0 0,00 September 558,605:00 0 0,00 0 0,00 0 0,00 Oktober 622,705:30 106 0,56 0 0,00 0 0,00 November 685,406:00 106 0,56 106 0,56 0 0,00 Dezember 595,606:30 211 1,11 211 1,11 211 1,11 Summe 7.246,607:00 844 4,44 211 1,11 211 1,11 07:30 1.372 7,22 211 1,11 422 2,22 Monat Verbrauch08:00 1.583 8,33 1.267 6,67 1.476 7,77 Auslegung08:30 1.372 7,22 1.689 8,89 1.689 8,89 % 09:00 633 3,33 1.056 5,56 844 4,44 Januar 13509:30 633 3,33 422 2,22 633 3,33 Februar 13510:00 950 5,00 211 1,11 633 3,33 März 11510:30 633 3,33 422 2,22 211 1,11 April 11511:00 844 4,44 844 4,44 633 3,33 Mai 10511:30 844 4,44 633 3,33 633 3,33 Juni 10012:00 633 3,33 633 3,33 633 3,33 Juli 10012:30 950 5,00 633 3,33 844 4,44 August 10013:00 422 2,22 422 2,22 422 2,20 September 10513:30 633 3,33 422 2,22 422 2,22 Oktober 11514:00 844 4,44 422 2,22 422 2,22 November 13014:30 633 3,33 422 2,22 211 1,11 Dezember 11015:00 950 5,00 422 2,22 422 2,22 15:30 422 2,22 211 1,11 211 1,11 16:00 106 0,56 106 0,56 211 1,11 16:30 321 1,69 106 0,56 106 0,56 17:00 211 1,11 106 0,56 106 0,56 17:30 211 1,11 211 1,11 106 0,56 18:00 422 2,22 211 1,11 106 0,56 18:30 422 2,22 211 1,11 106 0,56 19:00 211 1,11 211 1,11 211 1,11 19:30 211 1,11 211 1,11 106 0,56 20:00 211 1,11 422 2,22 106 0,56 20:30 211 1,11 211 1,11 211 1,11 21:00 211 1,11 211 1,11 633 3,33 21:30 106 0,56 211 1,11 211 1,11 22:00 106 0,56 211 1,11 106 0,56 22:30 106 0,56 211 1,11 211 1,11 23:00 106 0,56 106 0,56 106 0,56 23:30 0 0,00 106 0,56 106 0,56 00:00 0 0,00 106 0,56 106 0,56

Tagessummen 19.000 100 14.250 75,00 14.250 75

Speichertemp. 45 °C 45 °C 45 °C


3.3 Ablauf der Ausschreibung

Die Ausschreibung wurde als Funktionalausschreibung durchgeführt. Dabei wurde vom Planer nur die

Funktionsweise der Anlage beschrieben und die Bieter mussten die Anlage so planen, dass sie die

geforderten Funktionen erfüllt.

Nach der Veröffentlichung der Ausschreibung wurden von vier Firmen sechs Angebote abgegeben.

Vier angebotene Systeme waren nach dem Pufferspeicher-Prinzip aufgebaut. Die Anbindung des

Solarsystems an den Trinkwasserkreis erfolgt in allen Fällen über eine vierte Pumpe P4, die zwischen

dem Entladewärmetauscher und einem mit Trinkwasser gefüllten Vorwärmspeicher geschaltet ist. Der

Hauptunterschied der angebotenen Systeme liegt darin, ob als Vorwärmspeicher ein zusätzlicher

Speicher vorgesehen ist oder die vorhandenen Nachheizspeicher genutzt werden.

Ein Angebot war technisch nicht prüfbar, da kein Schaltschema vorhanden war und nahezu alle

technischen Unterlagen und die Energiegarantie fehlten.

Von einem Bieter wurde ein Alternativangebot abgegeben, das einen mit Trinkwasser gefüllten

Solarspeicher vorsah, dies konnte jedoch insbesondere wegen der Legionellenproblematik nicht

akzeptiert werden.

Die Angebotssummen für das Solarsystem (ohne Messtechnik, inkl. MwSt) lagen zwischen 300.556

und 168.709 €. Den Auftrag erhielt der günstigste Bieter (153.672 €). Mit dem von diesem garantierten

Solarertrag von 143.820 kWh/a (509 kWh/m²a) errechnet sich einschließlich der Planungskosten von

16.310 € ein solarer Wärmepreis von 0,10 €/kWh.

Zeitlicher Ablauf von Ausschreibung bis Beginn der Garantiezeit:

Versendung des LV: 20.07. 1998

Submission: 01.09. 1998

Beginn der Installation: 13.11. 1998

Inbetriebnahme: 03.02. 2000

Beginn des Probebetriebs: 03.02. 2000

Beginn der 1. Intensivmessphase: 01.08. 2000

Ende der 1. Intensivmessphase: 11.07. 2001

1. Detailmessjahr: 01.08.2000 – 31.07.2001

2. Detailmessjahr: 01.08.2001 – 31.07.2002


4 Beschreibung der technischen Systeme

4.1 Allgemeine Funktionsbeschreibung des Solarsystems

Bild 4 zeigt das Prinzipschaltbild der Solaranlage mit Regelfühlern im aktuellen Zustand.

Das 276 m² große Kollektorfeld besteht aus 35 Kollektoren, wobei maximal 5 Kollektoren in Reihe

geschaltet sind. Durch die Aufständerung auf dem Flachdach konnte die Kollektorfläche mit einer

Neigung von 45 ° exakt nach Süden ausgerichtet werden.

Das Wasser-Glykol-Gemisch im Kollektorkreis wird durch die eingestrahlte Sonnenenergie erwärmt

und mittels einer Umwälzpumpe (P1) zum Belade-Wärmetauscher (WT1) gefördert. Über den

Beladekreis fördert die Beladepumpe (P2) die Energie an die drei Solar-Pufferspeicher (je 4.000 Liter

Inhalt).

Ein Pufferspeicher (Speicher 1) ist als Hochtemperaturspeicher vorgesehen, die zwei anderen

Pufferspeicher (Speicher 2 + 3) bilden eine Niedertemperaturgruppe (Siehe Bild 4). Die Beladung der

Pufferspeicher erfolgt immer in den HT-Speicher. Ursprünglich sollte die Beladung entweder in den

HT- oder die NT-Speicher erfolgen. Dabei wurde temperaturabhängig ein Umschaltventil geschaltet.

Diese Schaltung wurde außer Funktion gesetzt. Die Gründe dafür werden in Kapitel 6 beschrieben.

Die Entladung der Pufferspeicher, d.h. die Abgabe der gespeicherten Energie an das Trinkwasser,

erfolgt über einen zweiten externen Wärmetauscher (WT2). Bei Betrieb der Entladepumpe P3 wird

immer aus dem HT-Speicher oben die höchste Temperatur entnommen und an den Vorwärmspeicher

abgegeben. Der Rücklauf vom WT2 wird in die Speicher 2 und 3 geführt.

Bei einer Warmwasserentnahme strömt das Kaltwasser zunächst in den Vorwärmspeicher (Inhalt

1.500 Liter). Bei einem ausreichenden Temperaturunterschied zwischen Vorwärmspeicher und

Pufferspeicher schalten die Pumpe P3 und P4 ein und der Vorwärmspeicher wird über WT2 erwärmt.

Das Trinkwasser strömt aus dem Vorwärmspeicher in die zwei nachgeschalteten Nachheizspeicher

mit je 3.000 Litern Inhalt, wo es bei Bedarf über die Gas-Heizkessel auf die geforderte

Warmwassertemperatur von 45°C aufgeheizt wird.


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4.2 Regelung

Für die Solarspeicherbe- und entladung kommt ein Kompaktregler der Firma K & B (Typ SOL –

ZPS) zum Einsatz.

Beladeregelung

Die Kollektorkreispumpe P1 schaltet ein, sobald eine Temperaturdifferenz zwischen

Kollektortemperatur E1 und dem Pufferspeicher 3 oder 1 unten (E4 oder E5) von 6 K erreicht wird.

Wird diese Temperaturdifferenz kleiner als 3 K, schaltet die Pumpe P1 wieder aus. Auch wenn die

Maximaltemperatur von 95 °C in beiden Speichergruppen erreicht ist, schaltet die Pumpe aus.

Die Beladepumpe P2 schaltet ein, sobald zwischen dem Kollektorkreis-Vorlauffühler (E2) und einem

der beiden Speicherfühler (E4, E5) eine Temperaturdifferenz von mehr als 6 K gemessen wird. Fällt

diese Temperaturdifferenz unter 3 K oder werden im oberen Drittel beider Solarspeichergruppen 95°C

erreicht, schaltet P2 ab.

Wenn/Dann-Kriterien der Beladeregelung:

a) wenn E1 > (E4 oder E5) + 6 K und (E6 und E12) < 95 °C

dann P1 ein

wenn E1 < (E4 und E5) + 3 K oder (E6 und E12) > 95 °C

dann P1 aus

b) wenn E2 > (E4 oder E5) + 6 K und (E6 und E12) < 95 °C

dann P2 ein

wenn E2 < (E4 oder E5) + 3 K oder (E6 und E12) > 95 °C

dann P2 aus


Entladeregelung

Sobald zwischen dem Pufferspeicher 1 oben (E6) und dem Vorwärmspeicher unten (E8) eine

Temperaturdifferenz von mindestens 6 K gemessen wird, schaltet die Pumpe P3 ein. Wenn diese

Temperaturdifferenz auf 3 K sinkt, schaltet die Pumpe P3 wieder aus. Auch wenn die maximale

Temperatur von 55 °C im Vorwärmspeicher überschritten wird, schaltet die Pumpe P3 aus. Die Pumpe

P4 schaltet nach den gleichen Kriterien ein, wie P3. Da jedoch eine lange Leitungsstrecke zwischen

Pufferspeicher und Wärmetauscher liegt, wird nicht E6 als Bezugstemperatur genommen, sondern die

Temperatur des Fühlers E10, der kurz vorm Wärmetauscher sitzt.

Wenn/Dann-Kriterien der Entladeregelung:

a) wenn: E6 > E8 + 6 K und E9 < 55 °C

dann: P3 ein

wenn: E6 < E8 + 3K oder E9 > 55 °C

dann: P3 aus

b) wenn: E10 > E8 + 6 K und E9 < 55 °C und P3 an

dann: P4 ein

wenn: E10 < E8 + 3K oder E9 > 55 °C oder P3 aus

dann: P4 aus

Zur Begrenzung der trinkwasserseitigen Austrittstemperatur vom WT2 auf maximal 55°C ist in den

Entladekreis ein Thermostatventil V4 eingebaut. Wenn das Ventil aufgrund steigender Temperatur

langsam schließt, fließt ein Teil des Rücklaufwassers über einen Bypass in den Vorlauf zum WT2.

Dadurch wird die primärseitige Vorlauftemperatur begrenzt und erreicht, dass die sekundärseitige

Maximaltemperatur von 55 °C nicht überschritten wird.

Die Pumpe P5 zur thermischen Legionellendesinfektion schaltet ein, wenn auch die

Legionellenschaltung der konventionellen Warmwasserbereitung einschaltet. Bei der

Legionellenschaltung werden die drei Trinkwasserspeicher (inkl. Vorwärmspeicher) mit 65°C warmem

Wasser durchgespült bis der gesamte Speicherinhalt auf 65°C aufgeheizt ist. P5 wird dabei von der


Heizungsregelung angesteuert. Die Legionellendesinfektion soll nach Vorgabe der Stadtklinik nur

einmal pro Monat durchgeführt werden, da das Trinkwasser regelmäßig auf Legionellen untersucht wird


5 Messtechnik

5.1 Messstellen im Solarsystem

Die im folgenden beschriebenen Messgrößen werden alle 10 Sekunden vom Datenerfassungsgerät

(Fabrikat: Schuehle, MAC 19) erfasst und im Standardfall zu Halbstunden-Mittelwerten gespeichert.

Kürzere Speicherintervalle (< 30 min) sind möglich und werden zur Kontrolle des dynamischen

Anlagenverhaltens über begrenzte Zeiträume durchgeführt. Bei den meisten Messwerten werden

zusätzlich die Maximum- und/oder Minimumwerte innerhalb des Halbstunden-Speicherintervalls

abgespeichert. 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.

Bild 5 und Tabelle 2a und 2b zeigen eine Übersicht der erfassten Messgrößen. Im Datenlogger werden

Leistungen (in kW), Volumenströme (in m³/h) und Temperaturen (in °C) alle 10 Sek., die

Betriebsstunden alle 2 Sek. erfasst.

Zusätzlich zur elektronischen Datenerfassung werden einmal pro Woche die Messgeräte manuell

abgelesen, an denen Zählwerke vorhanden sind. In Tabelle 2a und 2b sind diese Werte mit *)

gekennzeichnet. Außerdem werden noch die Druckanzeigen im Kollektor- und Pufferspeicherkreis

abgelesen.


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Tabelle 2a Vom Datenlogger erfasste Messgrößen

Strahlungsleistung (W/m²)

EI1 Spezifische Strahlungsleistung in Kollektorebene EI2 Spezifische Strahlungsleistung horizontal Leistung (kW)

PST Elektrische Leistung Strombedarf Solarsystem (P1, P2, P3,P4,V1,V3 Regelung) Volumenstrom (m³/h)

VKT Volumenstrom Kollektorkreis VSP Volumenstrom Beladung Pufferspeicher VSS Volumenstrom Entladung Pufferspeicher VSV Volumenstrom Beladung Vorwärmspeicher VVV Volumenstrom Warmwasserverbrauch VLE Volumenstrom Legionellenschaltung Betriebsstunden (h)

HP1 Betriebsstunden Pumpe Kollektorkreis *) HP2 Betriebsstunden Pumpe Beladung Pufferspeicher *) HP3 Betriebsstunden Entladung Pufferspeicher *) HP4 Betriebsstunden Pumpe P4 Beladung Vorwärmspeicher *) HP5 Betriebsstunden Pumpe P5 Legionellenschaltung für Vorwärmspeicher Temperatur (°C)

TKT1 Temperatur Kollektorkreis Warmseite TKT2 Temperatur Kollektorkreis Kaltseite TSP1 Temperatur Beladung Pufferspeicher Warmseite TSP2 Temperatur Beladung Pufferspeicher Kaltseite TSS1 Temperatur Entladung Pufferspeicher Warmseite TSS2 Temperatur Entladung Pufferspeicher Kaltseite TSV1 Temperatur Beladung Vorwärmspeicher Warmseite TSV2 Temperatur Beladung Vorwärmspeicher Kaltseite TVV1 Temperatur Warmwasser (Austritt Nachheizspeicher) TVV2 Temperatur Kaltwasser TLE1 Temperatur Legionellenerwärmung Warmseite TLE2 Temperatur Legionellenerwärmung Kaltseite TSL1 Temperatur Austritt Vorwärmspeicher Warmseite TSL2 Temperatur Eintritt Vorwärmspeicher (Kaltwassertemperatur) TPS11 Temperatur Pufferspeicher 1 oben TPS12 Temperatur Pufferspeicher 1 unten TPS21 Temperatur Pufferspeicher 2 oben TPS22 Temperatur Pufferspeicher 2 unten TPS31 Temperatur Pufferspeicher 3 oben TPS32 Temperatur Pufferspeicher 3 unten TVOR1 Temperatur im Vorwärmspeicher oben TVOR2 Temperatur im Vorwärmspeicher unten TNA Temperatur Nachheizspeicher oben TA1 Außentemperatur am Kollektorfeld TV3 Temperatur im Entladerücklauf zu NT-Speichern nach V3 TKoll Temperatur im „Steuer-Kollektor“

Zur Bilanzierung von längeren Zeiträumen und zur Berechnung von Systemkennwerten werden im

Datenlogger aus den Volumenströmen und Temperaturen Leistungen, Energien und Volumina

berechnet (Tabelle 2b).


Tabelle 2b Im Datenlogger berechnete Kenngrößen

Leistungen (kW)

EIK Strahlungsleistung auf Kollektorfeld PKT Wärmeleistung Kollektorkreis PSP Wärmeleistung Beladung Pufferspeicher PSS Wärmeleistung Entladung Pufferspeicher PSV Wärmeleistung Beladung Vorwärmspeicher PVV Wärmeleistung Warmwasserbereitung gesamt PLE Wärmeleistung Legionellenerwärmung PSL Wärmeleistung aus Vorwärmspeicher Strahlungsenergien (kWh/m²)

EIT1 spezifische Strahlungsenergie auf Kollektorfeld EIT2 spezifische Strahlungsenergie horizontal Energien (kWh)

EITK Strahlungsenergie auf Kollektorfeld QKT Energie Kollektorkreis QSP Energie Beladung Pufferspeicher QSS Energie Entladung Pufferspeicher QSV Energie Beladung Vorwärmspeicher QVV Energie Wärmwasserbereitung QLE Energie Legionellenerwärmung QSL Energie aus Vorwärmspeicher NST elektrische Energie für Solarsystem *) Volumina (m³)

KT Volumen Kollektorkreis *) SP Volumen Beladung Pufferspeicher *) SS Volumen Entladung Pufferspeicher *) SV Volumen Beladung Vorwärmspeicher *) VV Volumen Warmwasserverbrauch LE Volumen Legionellenerwärmung

Der Solarertrag QSol wird berechnet aus den Wärmemengen QSL und QLE:

QSOL = QSL – QLE

Dadurch werden die Wärmeverluste des Vorwärmspeichers berücksichtigt, da der Vorwärmspeicher

als Teil der Solaranlage betrachtet wird.

Zusätzlich zur Erfassung der Messgrößen über einen Datenlogger ist auf der Trinkwasserseite des

Entladewärmetauschers (WT2) ein Wärmemengenzähler mit zwei eigenen Temperaturmessstellen

(TRW1, TRW2) angeschlossen. Das Impulssignal für die Volumenstrommessung wird vom

Volumenzähler VSV über ein Trennschaltgerät zur Impulsverdoppelung abgegriffen. Dieser

Wärmemengenzähler zeigt unabhängig von der Datenerfassung über den Logger den Ertrag der

Solaranlage an und dient zur Absicherung und Kontrolle des vom Datenlogger ermittelten

Solarertrages.


Definition der Kennzahlen des Solarsystems

Die wichtigsten Kennzahlen des Solarsystems sind wie folgt definiert:

Nutzenergie des Solarsystems (QSOL)

QSOL = Nutzenergie aus TW-Vorwärmspeicher – Energie aus Legionellenschaltung

= QSL - QLE

Kollektorkreisnutzungsgrad brutto (gKB)

% 100 x EITKQSP

eldKollektorf auf hlungGesamtstrareisKollektork vom Energie KBg ==

Systemnutzungsgrad brutto (gSB) und netto (gSN)

% 100 x EITKQSOL

eldKollektorf auf hlungGesamtstramsSolarsyste des eNutzenergi SBg ==

% 100 x EITK

NST - QSOL eldKollektorf auf hlungGesamtstra

Energie elektr. - msSolarsyste des eNutzenergi SNg ==

Solarer Deckungsanteil brutto (dSB,WW) und netto (dSN,WW) am Gesamtenergiebedarf für den Warmwasserverbrauch (ohne Energie für Zirkulation und Verluste der Nachheizspeicher)

% 100 x QVV

QSOL rverbrauch Warmwassefür Energie

msSolarsyste des eNutzenergi WWSB,d ==

% 100 x QVV

NST - QSOL rverbrauch Warmwassefür Energie

Energie elektr. - msSolarsyste des eNutzenergi WWSN,d ==

Arbeitszahl des Solarsystems (A)

% 100 x NST

QSOL msSolarsyste des Energie eElektrisch

msSolarsyste des eNutzenergi A ==


6 Betriebserfahrungen und Messergebnisse 6.1 Analyse von Messwerten mit hoher Zeitauflösung Durch die Analyse von Messdaten mit hoher zeitlicher Auflösung (Mittelwerte aus 5 bzw. 30-min-

Intervallen) ist es möglich, das Betriebsverhalten der Solaranlage zu untersuchen und Störungen

aufzuzeigen. Aufgrund der bei dieser Analyse festgestellten Fehlfunktionen wurden nach der

Inbetriebnahme folgende grundlegende Änderungen an der Solaranlage vorgenommen:

- Mehrfache Umprogrammierung des Reglers und Austausch des Reglerchips

- Ausbau des Umschaltventils V2 (Mai 2000)

- Austausch der Kollektorkreispumpe P1 und der Beladepumpe P2

- Austausch des Entladewärmetauschers WT2

- Ausbau der Umschaltventile V1 und V3

- Reinigung des Entladewärmetauschers WT2 im September 2001

Ohne eine detaillierte Messwertanalyse hätten viele Funktionsstörungen kaum festgestellt werden

können. Im folgenden wird anhand von Messaufzeichnungen auf einzelne Betriebsstörungen und

deren Behebung eingegangen.

Zum besseren Verständnis erfolgt die Darstellung der Messergebnisse wenn möglich anhand der

Bezeichnungen für die Messsensoren, dargestellt in Tabelle 2a.

Ausbau des Umschaltventils V2

Ursprünglich wurde von der Installationsfirma vorgesehen, den Rücklauf zum

Kollektorkreiswärmetauscher je nach Temperaturprofil mit Hilfe eines Umschaltventils (V2) aus den

verschiedenen Speichergruppen zu entnehmen (siehe Bild 6). Die Begründung war, dass so im

Speicher 1 schneller ein hohes Temperaturniveau entsteht. Dieses hohe Temperaturniveau sollte

eine schnellere Nutzung der Solarwärme bei der Anfahrt des Systems durch Abgabe an das

Trinkwasser ermöglichen. Wird bei Pufferspeicher-Beladebetrieb der Rücklauf zum WT1 aus dem

HT-Speicher (Speicher 1) entnommen, so ist die Temperatur dieses Rücklaufs auf einem höheren

Niveau als bei der Entnahme aus den Niedertemperaturspeichern (Speicher 1 und 2). Damit wird

nach durchlaufen des WT1 auch auf höhere Temperatur (TSP1) erreicht und es steht schneller

eine höheres Temperaturniveau zur Verfügung.

Der Nachteil ist jedoch, dass daraus eine hohe Rücklauftemperatur zum Kollektor resultiert, mit der

Folge eines niedrigeren Kollektorkreisnutzungsgrad und somit eines geringeren solaren Ertrags.

Wie Bild 7 zeigt, hat diese Umschaltung nicht funktioniert. Das Ventil V2 war regelungstechnisch

gekoppelt mit dem Umschaltventil V1. Es erfolgte eine Durchmischung des Speichers 1 und die

Rücklauftemperatur zum Kollektorkreiswärmetauscher WT1 (TSP2) steigt bis fast 60 °C an. Dies

hat zwar die gewünschte relativ hohe Temperatur in Speicher 1 oben (TSP11) zur Folge, jedoch


auch einen deutlich geringeren Kollektorkreiswirkungsgrad. Zusätzlich findet in Speicher 3 keine

Beladung statt, obwohl TSP32 auf ca. 30 °C liegt.

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Am 26.5.2000 war das Ventil V2 ausgebaut. Bild 8 zeigt, dass sich dadurch in Speicher 1 eine

ausgeprägtere Schichtung und ein besseres Beladeverhalten ergab. Die Rücklauftemperatur zum

WT1 steigt erst gegen Abend, wenn die Speicher voll beladen sind. Es ist somit ein deutlich

besseres Beladeverhalten erreicht worden als mit dem Umschaltventil. Ein weiterer positiver

Nebeneffekt war, dass der Strömungswiderstand im Beladekreis gesunken ist und sich somit der

relativ geringe Volumenstrom im Beladekreis erhöhte.

Bild 7 Temperaturverläufe und Ventilstellungen mit Umschaltventil V2

Bild 8 Temperaturverläufe und Ventilstellungen ohne Umschaltventil V2


Austausch der Kollektorkreispumpe und der Beladepumpe

Im Kollektorkreis wurde ein Sollvolumenstrom von 3,4 m³/h errechnet und für die Beladung der

Pufferspeicher ein Volumenstrom von 3,6 m³/h. Nach der Inbetriebnahme wurde jedoch

festgestellt, dass sich deutlich geringere Volumenströme einstellten, die um ca. 40 % unter den

Sollvolumenströmen lagen (VKT = VSP = 2,2 m³/h).

Die Folgen waren relativ hohe Temperaturen am Kollektorkreiswärmetauscher und damit

verbunden geringe Kollektorkreis- und Systemnutzungsgrade.

Die beiden Pumpen P1 und P2 (jeweils Grundfos UPS 25-80) wurden daraufhin gegen

leistungsstärkere Pumpen ausgetauscht (jeweils WILO TOP-S 30/10). Die Bilder 9 und 10 zeigen

die alten Betriebspunkte im Kennlinienfeld der Pumpen. Daraus lässt sich erkennen, dass die

Berechnung der Netzkennlinie nicht den realen Bedingungen entsprach und sich dadurch der

Betriebspunkt in Richtung geringerer Durchsatz verschob.

Nach dem Austausch der Pumpen stellten sich die in Bild 11 und 12 dargestellten neuen

Betriebspunkt und damit höhere Volumenströme ein (VKT = VSP = 3,2 m³/h).

Bild 11 Betriebspunkt der neu eingebauten Pumpe P1

Bild 12 Betriebspunkt der neu eingebauten Pumpe P2

Bild 9 Betriebspunkt der Pumpe P1 vor deren Austausch

Bild 10 Betriebspunkt der Pumpe P2 vor deren Austausch

Eingestellter Betriebspunkt

Berechneter Betriebspunkt

Eingestellter Betriebspunkt

Berechneter Betriebspunkt


Wenn die Pumpen nicht auf ihre höchste Stufe ausgelegt worden wären, wäre ein Austausch

wahrscheinlich nicht nötig gewesen. Die Druckverluste im Kollektorkreis wie auch im

Speicherladekreis erwiesen sich um ca. 50 % höher als vom Anlagenersteller berechnet. Die

Gründe dafür sind vermutlich die Nichtberücksichtigung oder falsche Abschätzung der

Druckverluste durch die zusätzlichen Einbauten wie z.B. Volumenstromzähler und

Umschaltventile.

Es zeigt sich also, dass eine sorgfältige Rohrnetzberechung für einen Regelbetrieb unbedingt

notwendig ist.

Auffällig ist, dass auch die ausgetauschten Pumpen auf höchster Stufe laufen müssen. Dies liegt

an den für Standardpumpen ungewöhnlichen Betriebsbedingungen, da bei großen Solaranlagen

speziell im Kollektorkreis ein außergewöhnlich geringer Volumenstrom bei einem hohen

Druckverlust zu fördern ist.

Nach dem Austausch der Pumpen stiegen die Nutzungsgrade der Anlage an, jedoch waren sie

noch nicht zufriedenstellend. Um mit der Detailmessung beginnen zu können, musste die

Betriebsweise weiter optimiert werden.

Änderung der Reglereinstellungen

Die Überprüfung der Regelbeschreibung und deren Funktionsweise im Realbetrieb zeigte noch

Mängel. Folgende Funktionen mussten korrigiert und optimiert werden:

- Für den Vorwärmspeicher war keine Maximaltemperatur eingegeben.

- Versehentlich wurde eine Mindesttemperatur für die Pufferspeicher eingegeben, so dass die

Pufferspeicher nie unter 50 °C entladen wurden.

- Die Entladepumpe war ständig in Betrieb.

- Die Legionellenschaltung funktionierte nicht oder nicht nachvollziehbar.

- Die Beladung der einzelnen Pufferspeichergruppen funktionierte nicht, das Ventil schaltete

nicht um.

Da der im Regler eingebaute Chip nicht frei programmierbar war, musste dieser bei Änderungen

ausgebaut und gegen einen vom Hersteller neu programmierten Chip ausgetauscht werden. Dies

war mit entsprechendem Aufwand und Zeitverlust verbunden.

Um diese Verzögerungen zu minimieren, wäre es in jedem Fall wünschenswert, wenn die

eingesetzten Regler in ausreichendem Umfang frei programmierbar bzw. parametrierbar wären.

Austausch des Entladekreiswärmetauschers WT2

Zu Beginn des Messbetriebs lag der Systemnutzungsgrad der Anlage bei ca. 35 %, garantiert

wurde ein Nutzungsgrad von 47 %. Nach intensiver Untersuchung der Messwerte wurde ein

gravierender Fehler gefunden. Die Betrachtung der Temperaturen am Entladewärmetauscher WT2

zeigten, dass die Wärmeübertragung über WT2 behindert war. Bild 13 zeigt, dass die Spreizung


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TSV1

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Spreizung

(TSS1 – TSV1) mit über 30 K weit von den Auslegungsbedingungen (5 K) entfernt lag. Die tiefere

Temperatur auf der Primärseite (TSS2) lag oberhalb der hohen Temperatur auf der Sekundärseite

(TSV1). Die anfängliche Vermutung, dass der Wärmetauscher falsch angeschlossen war,

bestätigte sich nicht. Die Auslegung wurde überprüft, aber es wurde kein Fehler festgestellt. Nach

dem Austausch des Wärmetauschers durch ein identisches Modell, verbesserte sich die

Wärmeübertragung über WT2 und damit der Systemnutzungsgrad auf einen Durchschnittswert

von ca. 48 %. Der Wärmetauscher wurde von der Firma Wagner aufgesägt und untersucht, es

konnten jedoch keine Ursachen für die Fehlfunktion festgestellt werden. Bild 13 Temperaturverläufe am ursprünglich eingebauten Entladewärmetauscher WT2

Umschaltventil V1 schließt nicht

Wie in der Regelbeschreibung näher erläutert, sollen die beiden Speichergruppen der Pufferspeicher

je nach Temperaturniveau be- und entladen werden. Die Speicher 2 und 3 sollen erst beladen

werden, wenn der Speicher 1 nicht mehr beladen werden kann. Bild 14 zeigt jedoch, dass sobald

eine Beladung von Speicher 1 stattfindet gleichzeitig auch die Temperaturen in den Speichern 2 und

3 ansteigen. Eine Überströmung aus dem Speicher 1 ist unwahrscheinlich, da die Temperatur im

Speicher 1 unten (TPS12) niedriger ist als in den Speichern 2 und 3 oben (TPS31 und TPS21).

Auch eine Erhöhung der Temperatur durch den Rücklauf vom WT2 ist ausgeschlossen, da das

Ventil V3 den ganzen Tag auf Durchgang Speicher 1 stand und die Temperatur TSS2 anfänglich


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unter den Temperaturen im Speicher 2 und 3 liegt. Die einzige Erklärung ist, dass das

Umschaltventil V1 nicht richtig schließt. Bild 14 Temperaturverläufe, Ventilstellung und Pumpenstatus am 01.08.2000 (Vor Ausbau von V1; siehe

hierzu Bild 6)

Ausbau des Beladeventils V1

Wie Bild 14 zeigt, schaltet V1 erst nach einem einstrahlungsreichen Tag am späten Nachmittag auf

Beladung der Niedertemperaturspeicher. Der Grund für die Umschaltung ist mit Ansteigen der

Temperatur in den Niedertemperaturspeichern auch bei Beladung des HT-Speichers nicht mehr

gegeben, da eine Schichtung fast nicht stattfindet. Deshalb wurde der Ausbau des Umschaltventils

V1 beschlossen. Es hat sich leider keine Verbesserung des Beladeverhaltens eingestellt. Es muss

sich also um ein Überströmen aus dem Speicher 1 in die Speicher 2 und 3 handeln. Dies ist aber

keine gravierende Fehlfunktion, da die Temperaturen in den NT-Speichern unten trotzdem relativ

gering sind und so ein ausreichend niedriger Rücklauf zum Kollektor gewährleistet ist.

Ausbau des Umschaltventils V3

Um die Funktion des Umschaltventils V3 zu überprüfen, wurde ein zusätzlicher Fühler TV3 (siehe

Bild 5) nach dem Ventil V3 an das Messsystem angeschlossen.

V3 sollte so schalten, dass bei hoher Rücklauftemperatur von WT2 der Rücklauf in den Speicher 1

(HT-Speicher) eingespeist wird, damit die niedrigen Temperaturen in den NT-Speichern unten

nicht zu sehr erhöht werden. Da aber die Rücklauftemperaturen TSS2 auch an heißen

Sommertagen nicht sehr weit über den unteren Speichertemperaturen TPS22/TPS32 lagen,

schaltete V3 kaum, d.h. die Umschaltfunktion von V3 war nicht unbedingt notwendig. Das Ventil

wurde deshalb ausgebaut und somit auch der Strömungswiderstand im Entladekreis verringert.


Unterdimensionierung des Kollektorkreiswärmetauscher WT1

Nach Empfehlung von /4/ ist für Wärmetauscher im Kollektorkreis bei Low Flow Betrieb eine

Übertragungsleistung von 100 W/(Km²KF) erforderlich (KF= Kollektorfläche). Es sollen folgende

charakteristische Auslegungswerte herangezogen werden:

Temperatur Eintritt primär: 75 °C Temperatur Eintritt sekundär: 30 °C

Temperatur Austritt sekundär: 68 °C Temperatur Austritt primär: 33 °C

Dies ergibt eine logarithmische Temperaturdifferenz von ca. 5 K.

Der Kollektorkreiswärmetauscher der Stadtklinik Baden-Baden wurde jedoch aus Kostengründen

anhand anderer Werte ausgelegt. Die logarithmische Temperaturdifferenz lag bei 8,5 K statt bei 5

K. Bei Überprüfung mit Unterstützung des Auslegungsprogramms von Alfa Laval wurde

festgestellt, dass der Wärmetauscher im Verhältnis zu den Vorschlägen der ZfS um 42 %

unterdimensioniert ist. Dies kann auch an den Temperaturen in Bild 15 erkannt werden. Die

Spreizung ist höher als üblich und beträgt bis zu 15 K. Besonders bei hoher Einstrahlung und

somit hohen Temperaturen kann die nötige Leistung nicht übertragen werden. Um die empfohlene

Leistung zu übertragen, müsste eine Sonderanfertigung oder eine Verschaltung mehrerer

Wärmetauscher eingesetzt werden. Da die Anlage aber im Moment akzeptable Erträge erbringt,

wurde auf diesen Schritt vorerst verzichtet. Ist allerdings abzusehen, dass die Energiegarantie

nicht erfüllt werden, muss der Austausch eine der ersten Optimierungsmaßnahmen sein.

Bild 15 Temperaturverläufe an WT1, gemessen am 01.08.2000

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00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

U hrze it

Tem

pera

tur i

n °C

TS P 1

TK T 2

T K T 1

T S P 2


Fehlbetrieb des Pufferspeicherentladekreises

Am 26.10.00 wurde versehentlich das Regulierventil im Bypass des Pufferspeicherentladekreises

voll geöffnet. Über den Bypass wird bei zu hoher Vorlauftemperatur zum Entladewärmetauscher

WT2 (TSS1) dem Vorlauf kälteres Rücklaufwasser (TSS2) beigemischt und damit die

Vorlauftemperatur gesenkt. Je mehr dabei das motorisch betriebene Ventil V4 schließt, um so

mehr Wasser strömt über den Bypass. Zum hydraulischen Abgleich dieser

Temperaturbegrenzungsschaltung wurde in den Bypass ein Regulierventil eingebaut. Dieses

wurde so eingestellt, dass bei Betrieb von P3 und Nichtüberschreitung der maximalen

Trinkwassertemperatur (TSV1max) das gesamte Fördervolumen VSS aus den Pufferspeichern

entnommen wird.

Durch das volle Öffnen des Regulierventils verringerte sich der Strömungswiderstand über den

Bypass und der hydraulische Abgleich im Entladekreis war nicht mehr gegeben.

Die Folgen der Ventilöffnung (ca. 14.00 Uhr) sind in Bild 16 dargestellt:

- Bei Betrieb von P3 (wenn TPS11 > TVOR2 + 6K) stieg der Volumenstrom im Entladekreis von

zuvor ca. 3,0 auf ca. 4,5 m³/h an.

- Trotz Betrieb von P3 wurde dem Pufferspeicher kaum Wärme entnommen (TPS11 ≈ konst.)

- Die Temperaturen an WT2 unterschieden sich um max. 2 – 4 K.

- Auf der Trinkwasserseite wurde ein Volumenstrom gemessen (VSV > 0), obwohl P4 nicht in

Betrieb war (HP4 = 0).

Durch den geringeren Widerstand im Bypass holte sich P3 das meiste Fördervolumen aus dem

Rücklauf von WT2 (TSS2) und nicht wie vorgesehen aus dem Pufferspeicher oben (TPS11), d.h.

der Entladekreis lief fast vollständig im Kurzschlussbetrieb. Dies hatte zur Folge, dass der

Pufferspeicher trotz Betrieb von P3 nicht ausreichend (schnell) entladen wurde und an WT2 relativ

geringe Temperaturen (TSS1) ankamen. Dadurch fand ein geringer Wärmeübertrag über WT2

statt und das Ausschaltkriterium für P3 (P3 aus, wenn TSS1 < TVOR2 – 3 K) wurde relativ spät

erreicht wird. P3 hatte dadurch lange Betriebszeit (in den Folgetagen teilweise sogar Dauerbetrieb

über den gesamten Tag) bei relativ geringer Energieausbeute.

Trotz Betriebs von P3 schaltet P4 selten ein, da das Einschaltkriterium für P4 (P4 ein, wenn TSS1

> TVOR2 + 6 K) wegen der Rücklaufbeimischung und damit verbundener geringer

Vorlauftemperatur TSS1 kaum erreicht wird. Trotz ausgeschalteter P4 wurde ein sekundärseitiger

Volumenstrom (VSV) gemessen. Dieser wurde höchstwahrscheinlich verursacht durch die

Erwärmung des Trinkwassers an WT2 und den dadurch entstehenden thermischen Auftrieb.

Nach Feststellung der Ursache für den geschilderten Entladebetrieb wurde das Regulierventil am

7. Dezember 2000 wieder auf seine ursprüngliche Stellung eingestellt.


Trotz des unzureichenden Entladebetriebs lagen die Nutzungsgrade bei annähernd gleichen

Werten wie im Normalbetrieb. Lediglich die Systemarbeitszahl verschlechterte sich wegen des

erhöhten Strombedarfs für P3 um ca. Faktor 2.

Auch wegen der im November relativ geringen solaren Einstrahlung wirkt sich der Fehlbetrieb

somit kaum auf den Gesamtertrag der Solaranlage aus.

Bild 16 Entladeverhalten am 26.10.2000 vor und nach Öffnen des Bypass-Regulierventils

Funktionsstörung der Legionellenschaltung

Die Legionellenschaltung ist so konzipiert, dass alle drei Trinkwasserspeicher einmal im Monat auf

über 60 °C erwärmt werden. Das Krankenhaus lässt das Trinkwasser regelmäßig auf Verkeimung

prüfen, so dass seitens des Krankenhauses eine einmal im Monat stattfindende

Legionellendesinfektion als ausreichend betrachtet wird.

Zur Desinfektion des Vorwärmspeichers soll die Umwälzpumpe P5 einschalten, so dass das

gesamte Trinkwasserspeichervolumen über die angeschlossenen Nachheizung auf die geforderte

Temperatur erwärmt werden kann. P5 soll dabei über die DDC-Regelung der konventionellen

Heiztechnik angesteuert werden. Dies konnte jedoch bisher nicht realisiert werden. Das

Krankenhaus und die verantwortliche Firma wurden mehrfach auf diesen Mangel hingewiesen.

Eine Behebung dieses Mangels fand bisher jedoch nicht statt, so dass bis Herbst 2001 keine

Legionellendesinfektion des Vorwärmspeichers stattfinden konnte.

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VSS VSV HP4 TPS11 TVOR2 TSS1 TSS2 TSV1 TSV2

VSS

VSV

TPS11

HP4

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TSS1

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TSV1TSS2


Seit Herbst 2001 ist die Legionellenschaltung funktionsfähig. Einmal im Monat (an jedem 23.)

werden die Speicher auf über 60 °C erwärmt. Von der Fachhochschule wurde empfohlen, den

Speicher einmal am Tag auf über 60 °C zu erwärmen.

Reinigung des Entladewärmetauschers WT2

Mitte August 2001 wurde festgestellt, dass der Volumenstrom auf der Sekundärseite des

Entladewärmetauschers seit Mitte Juli 2001 ständig abnahm (Siehe Bild 17 und 18). Diese

schleichenden Veränderungen sind schwer festzustellen, da keine Grenzwertüberprüfung sie

erfasst und auch eine Änderung des Nutzungsgrades nur langsam vor sich geht. Zufälligerweise

war zu Testzwecken ein I/O Controler vom ISFH (Institut für Solarenergieforschung GmbH

Hameln) eingebaut, der den geringeren Nutzungsgrad erkannte.

Nachdem die Reinigung des Schmutzfängers keine Besserung brachte, wurde der Wärmetauscher

ausgebaut und eine starke Verkalkung festgestellt. Nach der Säuberung war der Volumenstrom

und der Solarertrag wieder normal.

Bild 17: Abnahme des Volumenstroms durch Verkalkung des Wärmetauschers

Die Warmwasserbereitung in der Stadtklinik Baden-Baden erfolgt auf relativ niedrigem Niveau von

55 °C. Auch die Temperaturbegrenzung der Solaranlage hat funktioniert und fast keine

Temperaturen oberhalb von 60 °C am Wärmetauscher zugelassen. Bild 18 zeigt die Maximal- und

Durchschnittstemperaturen die zeigen, dass 60 °C ein Jahr vor der Verkalkung nur minimal

überschritten wurden. Um so erstaunlicher ist die schnelle Verkalkung nach nur einem Jahr. Die

Konsequenz ist, dass der Wärmetauscher jedes Jahr vom Betreiber gereinigt werden muss.

Sekundärseitiger Volumenstrom am Entladewärmetauscher

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23

Tag

m³/h

VSV_T


Bild 18 Maximal- und Durchschnittstemperaturen am Austritt WT2, sekundärseitig

Bild 18: Verlauf des Kollektor- und Systemnutzungsgrades im August und September 2001

Wochenmeßwerte 01.08. - 18.09.2001

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(m2 *d

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%

EITK: Einstrahlung auf Kollektoerebene QKT: Ertrag des Kollektorkreises QSV: Solarer Ertrag

Systemnutzungsgrad brutto Kollektornutzungsgrad brutto

Maximal- und Durchschnittstemperaturen am Austritt WT2, sekundärseitig TSV1_X und TSV1_T

0

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0205

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0206

18

01.08.2000 - 25.06. 2002

TSV1

Zeitpunkt der endgültigen Verkalkung

TSV1_XMaximalwert

TSV1_TDurchschnittswert


Noch mehrere Male wurde eine Abnahme des Volumenstroms am Entladewärmetauscher

trinkwasserseitig festgestellt. Nach Reinigung des Wärmetauschers war die Anlagenfunktion

wieder gewährleistet. Es ist jedoch ein regelmäßiges auswerten der Messdaten erforderlich.

6.2 Auswertung der Messergebnisse und Systemkennzahlen Tabellen 3 und 4 zeigen eine Zusammenfassung der wichtigsten Messdaten und

Systemkennzahlen für den Zeitraum der 1. und 2. Intensivmessphase vom 01.08.2000 bis

31.07.2003.

Tabelle 3 Messdaten und Systemkennzahlen der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden (1. Intensivmessphase)

Bezeichnung Abkürzung Messperiode 01.08.00-31.07.01

1 Gesamtstrahlung auf Kollektorfeld EITK 334.980 kWh 1.212 kWh/m²a

2 Energie von Kollektorkreis an Solar- Pufferspeicher

QSP 139.439 kWh 504 kWh/m²a

3 Energie von Solar-Pufferspeichern an Trink- wasser

QSV 130.664 kWh 473 kWh/m²a

4 Solare Nutzenergie (QSL – QLE) QSOL 123.716 kWh 448 kWh/m²a

5 Energie für Warmwasser-Zapfverbrauch QVV 298.903 kWh 819 kWh/d

6 Elektrische Energie des Solarsystems NST 2.832 kWh 10,2 kWh/m²

7 Betriebsstunden Pumpe Kollektorkreis HP1 2.528 h 6,9 h/d

8 Betriebsstunden Pumpe Beladung Pufferspeicher

HP2 2.320 h 6,4 h/d

9 Betriebsstunden Pumpe Entladung Pufferspeicher

HP3 4.464 h 12,2 h/d

10 Betriebsstunden Pumpe Beladung Vorwärmspeicher

HP4 3.609 h 9,9 h/d

11 Volumenstrom Kollektorkreis VKT 3,2 m³/h 11,6 l/(hm²)

12 Volumenstrom Beladung Pufferspeicher VSP 3,3 m³/h

13 Volumenstrom Entladung Pufferspeicher VSS 2,5 m³/h

14 Volumenstrom Beladung Vorwärmspeicher VSV 2,5 m³/h

VV 8.083 m³ 22,1 m³/d 15 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bez. auf gemessenen WW-Temp. (ca. 45°C) Auslastung 80 l/(d⋅m²)

VV_KORR 5.256 m³ 14,4 m³/d 16 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bezogen auf 60 °C WW-Temperatur Auslastung 52 l/(d⋅m²)

17 Kollektorkreisnutzungsgrad brutto gKB 41,6 %


18 Solarsystemnutzungsgrad brutto netto

gSB gSN

36,9 % 36,1 %

19 Solarer Deckungsanteil am brutto Warmwasser-Zapfverbrauch netto

DSB,WW

DSN,WW 41,4 % 40,4 %

20 Arbeitszahl des Solarsystems A 43,7

Tabelle 4 Messdaten und Systemkennzahlen der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden, 2. Intensivmessphase


1 Gesamtstrahlung auf Kollektorfeld EITK 340.393 kWh 1231 kWh/m²a






5 Energie für Warmwasser-Zapfverbrauch QVV 305.889 kWh 1107 kWh/d

6 Elektrische Energie des Solarsystems NST 3010 kWh 10,9 kWh/m²



HP2 2.166 h 5,9 h/d


HP3 5.346 h 14,6 h/d


HP4 5.104 h 13,9 h/d





VVV 7.973 m³ 21,8 m³/d 15 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bez. auf gemessenen WW-Temp. (ca. 45°C) Auslastung 80 l/(d⋅m²)

VV_KORR 5.340 m³ 14,6 m³/d 16 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bezogen auf 60 °C WW-Temperatur Auslastung 53 l/(d⋅m²)



gSB gSN

32,2 % 31,3 %


DSB,WW

DSN,WW 35,8 % 34,8 %



Tabelle 4b Messdaten und Systemkennzahlen der Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden, 3. Messphase


1 Gesamtstrahlung auf Kollektorfeld EITK 380.493 kWh 1377 kWh/m²a






5 Energie für Warmwasser-Zapfverbrauch QVV 431.375 kWh 1.561 kWh/d

6 Elektrische Energie des Solarsystems NST 3.150 kWh 11,4 kWh/m²



HP2 2408 h 6,6 h/d


HP3 5322 h 14,5 h/d


HP4 5.115 h 14,0 h/d





VVV 8062 m³ 22,1 m³/d 15 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bez. auf gemessenen WW-Temp. (ca. 45°C) Auslastung 80 l/(d⋅m²)

VV_KORR 5729 m³ 15,7 m³/d 16 Volumen Warmwasser (Zapfverbrauch) bezogen auf 60 °C WW-Temperatur Auslastung 57 l/(d⋅m²)



gSB gSN

31,8 % 30,9 %


DSB,WW

DSN,WW 38,0 % 37,0 %



6.2.1 Warmwasserverbrauch und Auslastung

Der mittlere Warmwasserverbrauch lag bei 22,1 m³ pro Tag (bei im Mittel ca. 45 °C

Warmwassertemperatur), was einer durchschnittlichen Auslastung des Solarsystems von 80 l pro

Tag und m² Kollektorfläche entspricht. Korrigiert auf 60 °C Warmwassertemperatur lag der

Durchschnittsverbrauch bei 14,4 m³ pro Tag und die Auslastung betrug 52 l/(dm²).

Bezogen auf die Anzahl der belegten Betten lag der durchschnittliche Tagesverbrauch im

Messzeitraum bei 66 Liter pro Bett (45 °C) bzw. 44 Liter pro Bett (60 °C).

Der gesamte Warmwasserverbrauch vom 01.08.00 bis 31.07.01 lag mit 8.083 m³ (45°C) um ca. 11

% über dem für die Simulation angenommenen Warmwasser-Jahresverbrauch von 7.247 m³ (bei

45 °C WW-Temperatur).

Bild 19 zeigt den gemessenen Zapfverbrauch (bei TWW=45°C), den Auslegungsverbrauch (bei

TWW=45 °C) und die Anlagenauslastung (bezogen auf WW-Verbrauch bei 60 °C WW-Temperatur).

Die Werte sind Tagesmittelwerte der jeweiligen Woche.

In der 2. Intensivmessphase (01.08.2001 – 31.07.2002) ergab sich mit 22 m³/d (15 m³/d bei 60 °C

Warmwassertemperatur) ein fast identischer Warmwasserverbrauch.

Der Verbrauch pro Patient lag mit 67 l (45 °C) bzw. 46 l (60 °C) ähnlich wie im Vorjahr.

Das dritte Messjahr unterscheidet sich nicht wesentlich von den vorherigen Messperioden.

Der Verlauf des tatsächlichen Warmwasserverbrauchs entspricht annähernd dem vorhergesagten

Profil (Bild 19). Lediglich der Einbruch zur Weihnachtszeit wurde unterschätzt. Auch im 2.

Intensivmessjahr ist das Verbrauchsprofil ähnlich (Bild 20).

Bezogen auf eine Warmwassertemperatur von 60 °C lag die Auslastung im Jahresverlauf

zwischen 41 und 68 l/(m²d), im Jahresmittel bei ca. 52 l/(m²d). Für Solare Großanlagen sollte die

Auslastung bei 70 l/(m²d) liegen (bei einer WW-Temperatur von 60°C). Für den gemessenen

Warmwasserverbrauch liegt die zu empfehlende Kollektorfläche somit bei ca. 210 m². Die

installierte Kollektorfläche ist mit 276,4 m² um ca. 30% überdimensioniert (bezogen auf die

Auslegungsempfehlung 70 l/(m²d)). Ein Hauptgrund für die Überdimensionierung ist, dass der

vorgegebene Auslegungsverbrauch von 19 m³/d auf 45°C WW-Temperatur bezogen war, für die

Auslegung der Kollektorfläche aber versehentlich 19 m³/d bei 60°C WW-Temperatur zu Grunde

gelegt wurden (siehe 3.2).


Bild 19 Tagesmittelwerte (aus Wochensummen) des gemessenen Zapfverbrauches und

Auslegungsverbrauches und Wochenmittelwerte der Anlagenauslastung der 1.

Intensivmessphase.

Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden: Messperiode 01.08.2000 - 31.07.2001

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VV: Zapfverbrauch gemessen (bei TWW=45°C) Anlagenauslastung gemessen (bei TWW=60°C)

Auslegungsverbrauch (bei TWW=45°C)


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.

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7.

Datum 2001 / 2002

Aus

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n l/(

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)

VV: Zapfverbrauch gemessen (bei TWW=45°C) Anlagenauslastung gemessen (bei TWW=60°C) Auslegungsverbrauch (bei TWW=45°C)


Bild 20 Tagesmittelwerte (aus Wochensummen) des gemessenen Zapfverbrauches und

Auslegungsverbrauches und Wochenmittelwerte der Anlagenauslastung der 2.

Intensivmessphase.

Bild 21 zeigt ein Warmwasser-Zapfprofil, gemessen an einem Werktag im Juni. Zum Vergleich

dazu ist das Tagesprofil mit den für die T°Sol-Simulation vorgegebene Auslegungswerten

dargestellt. Der reale Tagesverbrauch liegt dabei mit gemessenen 22.700 Litern um ca. 16% über

dem vorgegebenen Auslegungsverbrauch von 19.000 Litern/Tag.

Bild 21 Vergleich eines gemessenen Zapfprofils und des Auslegungs-Zapfprofils (Werktag im Juni, Halbstundensummen)

Das reale Zapfprofil entspricht vom Verlauf annähernd dem vorgegebenen Profil. Die Zapfspitzen

am Mittag und Nachmittag sind größer als angenommen. Der Peak am Abend gegen 19 Uhr

wurde nicht vorhergesagt. Um 11:30 Uhr ist das Tagesminimum erreicht, es fällt stärker aus als

vermutet. Das vorgegebene Profil bildet die realen Verhältnisse gut ab und war somit eine gute

Grundlage für die Simulation und Auslegung der Anlage.

Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden: Warmwasser-Zapfprofil an Werktag im Juni

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0

Uhrzeit

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WW-Verbrauch Auslegung (Tagesverbrauch: 19.000 Liter bei TWW=45°C)WW-Verbrauch Messung (Tagesverbrauch: 22.700 Liter bei TWW=45°C)

War

mw

asse

rver

brau

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l / 3

0 m

in


6.2.2 Energien und Nutzungsgrade

Von der Gesamtstrahlung auf die Absorberfläche des Kollektorfeldes (EITK) von 334.980 kWh

bzw. 1.212 kWh/m² wurden 139.439 kWh über den Beladewärmetauscher vom Kollektorkreis an

den Pufferspeicher-Beladekreis abgegeben (QSP). Die Energiedifferenz zwischen EITK und QSP

wurde an den Kollektoren reflektiert oder als thermische Verluste an die Umgebung abgegeben.

Prozentual wurden von der eingestrahlten Energie 41,6 % (Kollektorkreisnutzungsgrad) an den

Beladekreis der Solarspeicher abgegeben.

Die Nutzenergie aus dem Solarsystem (QSOL), d.h. die Energie, die von den Solarspeichern über

den Entladewärmetauscher an das Trinkwasser abgegeben wurde abzüglich der Wärmeverluste

des Vorwärmspeichers, betrug im betrachteten Zeitraum 123.716 kWh, der Systemnutzungsgrad

betrug somit 37 %.

Die Messungen der 2. Intensivmessphase ergaben eine Einstrahlung von 340.393 kWh (3,4

kWh/m²d) und einen solaren Nutzertrag von 109.456 kWh, was einem solaren Nutzungsgrad von

32 % entspricht. Der Jahresertrag und der Systemnutzungsgrad in der 2. Intensivmessphase liegt

etwas unter dem der ersten Messphase. Ein Grund ist der verkalkte Wärmetauscher im August

2001 sein, der einen fast 2-wöchigen Ausfall der Solaranlage zur Folge hatte.

Die Bilder 22 und 23 zeigen die spezifischen Tagesmittelwerte aus den Wochensummen der

Strahlungs- und Nutzenergie sowie den Systemnutzungsgrad. Man sieht, dass der Solarertrag mit

Zu- und Abnahme der Einstrahlung steigt und fällt. Von August 2000 bis Ende Juli 2001 lag der

Systemnutzungsgrad bei durchschnittlich 36,9 %. In Bild 23 sind deutlich die Folgen der

Verkalkung des Wärmetauschers im August 2001 zu sehen.

Bei geringer Einstrahlung schwankt der Systemnutzungsgrad sehr stark. Das liegt daran, dass

schon kleine Mengen gespeicherter Energie, die in die nächste Woche „hinüber“ gespeichert

werden, relativ große Schwankungen auslösen. Der Nutzungsgrad während eines längeren

Zeitraums im Winter lag bei durchschnittlich ca. 39 %.

In Bild 24 ist der Verlauf des solaren Deckungsanteils bezogen auf den Energiebedarf für den

Warmwasserverbrauch 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 Zirkulationsverlusten.

Im Winter liegt der Deckungsanteil immerhin bei 10 - 25 %, in einstrahlungsreichen Wochen im

Sommer werden bis zu 90 % Deckungsanteil erreicht.

Gemittelt über den gesamten Zeitraum liegt der solare Deckungsanteil am Warmwasser-

Zapfverbrauch bei 41,4 % in der ersten Intensivmessephase und bei 35,8 % in der 2.


Intensivmessphase. Der Deckungsanteil ist relativ hoch, da die Anlage etwas überdimensioniert

ist.

Bild 22 Wochenmittelwerte der Strahlungs- und Nutzenergie und des Systemnutzungsgrades in der

ersten Intensivmessphase

Bild 23: Wochenmittelwerte der Strahlungs- und Nutzenergie und des Systemnutzungsgrades in der 2. Intensivmessphase


0

1

2

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5

6

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2.-2

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0.02

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2.-0

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EITK

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EITK: Strahlungsenergie auf Kollektorebene QSOL: Nutzenergie des Solarsystems Systemnutzungsgrad


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3.07

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31.0

7.

Datum 2001 / 2002

EITK

und

QSO

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kW

h/(m

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Syst

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tzun

gsgr

ad in

%

EITK: Strahlungsenergie auf Kollektorebene QSOL: Nutzenergie des Solarsystems Systemnutzungsgrad


Bild 24 Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch des solaren Deckungsanteiles bezogen auf die Energie für den Warmwasser-Zapfverbrauch in der 1. Intensivmessphase

Bild 25 Wochensummen der Nutzenergie aus dem Solarsystem, Energie für Warmwasserverbrauch des solaren Deckungsanteiles bezogen auf die Energie für den Warmwasser-Zapfverbrauch in der 2. Intensivmessphase

Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden: Messperiode 01.08. 2000- 31.07.2001

0

1.000

2.000

3.000

4.000

5.000

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7.000

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3.10

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6.03

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n %

QSOL: Nutzenergie des Solarsystems QVV: Energie für Zapfverbrauch Deckungsanteil am Zapfverbrauch

Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden: Messperiode 01.08. 2001- 31.07.2002

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2.10

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0.-1

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24.1

0.-3

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07.1

1.-1

3.11

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5.03

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9.07

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7.

Datum 2001 / 2002

Ener

gie

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Sola

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%

QSol Nutzenergie des Solarsystems QVV: Energie für Zapfverbrauch Deckungsanteil am Zapfverbrauch


7. Systemkosten und garantierter Energieertrag Vom Installateur der Anlage wurde ein Jahres-Energieertrag für die Solaranlage von 143.820 kWh

garantiert. Diese Energiegarantie basiert auf den im Leistungsverzeichnis vorgegebenen Wetter- und

Verbrauchsdaten. Mit dem garantierten Ertrag der Solaranlage und den geplanten Systemkosten von

190.349 € ergaben sich die voraussichtlichen Nutzwärmekosten von 0,12 €/kWh.

Im realen Betrieb wurde während der 1. Intensivmessphase (01.08.2000 – 31.07.2001) ein

Jahresertrag von 123.716 kWh gemessen. Mit diesem Ertrag und den geplanten Systemkosten in

Höhe von 190.349 € errechnen sich solare Nutzwärmekosten von 0,13 €/kWh.

Eine Übersicht der geplanten und realen Kennwerte zeigt Tabelle 4. Die Verteilung der

Systemkosten ist in Bild 21 dargestellt.

Tabelle 4 Garantierter Energieertrag, Systemkosten und solare Nutzwärmekosten

Vergabe Real

Energieertrag aus Solarsystem (vom Installateur garantiert für 281,4 m² Koll.fläche)

143.820 kWh/a 511 kWh/(m²a) (Garantieertrag)

123.716 kWh/a 448 kWh/(m²a)

Investitionskosten Solarsystem (ohne MwSt) 227.592 € 232.067 €

Planungskosten (ohne MwSt) Funktionalausschreibung

Funktionalausschreibung

Kosten Solarsystem + Planung (inkl. 16% MwSt) 190.349 € 195.777 €

Spezifische Systemkosten (inkl. Planung und MwSt) 689 €/m² 713 €/m²

Solare Nutzwärmekosten für garantierten Ertrag bei 10,3 % rel. Annuität (15 Jahre Systemlebensdauer)

0,163 €/kWh 0,163 €/kWh

Solare Nutzwärmekosten für garantierten Ertrag bei 8,72 % rel. Annuität (20 Jahre Systemlebensdauer)

0,115 €/kWh 0,138 €/kWh

220 87 51

15 33

73 30

13 9

6 57

0 50 100 150 200 250 Kollektoren inkl. Montage

Aufständerung Verrohrung Kollektoren / WT

Wärmetauscher Solare Pufferspeicher

Verrohrung Aggregate Keller Regelung

Sonstige Komponenten Inbetriebnahme

Legionellendesinfektion Planung

€/m²

Bild 21 Verteilung der spezifischen Kosten für das Solarsystem in €/m²


Da die tatsächlichen Betriebsbedingungen (Verbrauch, Wetter, Kaltwassertemperatur, etc.)

während der Messphase nicht mit den für die Auslegung vorgegebenen Standardbedingungen

übereinstimmten, wurde der vom Bieter garantierte Energieertrag unter Berücksichtigung der

realen Betriebsbedingungen mit Hilfe des Simulationsprogramms T°Sol korrigiert.

Mit der Korrekturrechnung wird ermittelt, welche Energiemenge und welchen Systemnutzungsgrad

das System im realen Betrieb hätte liefern müssen. Dadurch wird erreicht, dass

Verschlechterungen bzw. Verbesserungen der realen Betriebsbedingungen gegenüber den

angenommenen Bedingungen dem Bieter weder angelastet noch gutgeschrieben werden.

Zum Ausgleich vom Messtoleranzen und Schwankungen in den Simulationsrechnungen werden

die in der Nachrechnung ermittelten korrigierten Werte für Energieertrag und Systemnutzungsgrad

zusätzlich noch um 10% reduziert, d.h. die Garantie gilt als erfüllt, wenn mindestens einer der

beiden korrigierten Garantiewerte größer oder gleich 90% der gemessenen Werte ist.

In der folgenden Tabelle 5a ist das prinzipielle Ablaufschema der Garantiekorrektur für das

Garantiemessjahr skizziert, Tabelle 6a zeigt das vollständige Berechnungsblatt.

Die Ergebnisse der 2. Intensivmessphase werden in den Tabellen 5b und 6b dargestellt.

Tabelle 5a Prinzipielles Ablaufschema zur Nachrechnung der Ertragsgarantie am Beispiel der Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden

Zeile Wert Ertrag Systemnutzungsgrad

1 Angabe (Garantie) des Anbieters, basierend auf Standardbedingungen 143.820 kWh/a 37,57% 1)

2 Ergebnis der Nachsimulation durch FH Offenburg, basierend auf Standardbedingungen 179.707 kWh/a 47,76%

3 Faktor Garantie zu FHO-Simulation (Zeile1 / Zeile2) 0,8003 0,7866

4 Ergebnis FHO-Simulation mit realen Betriebsbeding. 160.895 kWh/a 45,86%

5 Korrigierte Simulation mit realen Betriebsbeding. (Zeile 4 x Zeile 3) 128.765 kWh/a 36,07%

6 Messergebnis 01.08.2000 – 31.07.2001 123.716 kWh/a 36,93%

7 Verhältnis Messergebnis zu korrigierter Simulation (Zeile 6 / Zeile 5) 96,98% 102,39%

1) Wird berechnet als Quotient aus dem garantierten Ertrag und dem vom Bieter in dem Datenblatt „Jahresnutzenergieertrag der Solaranlage“ eingetragenen Wert für die Strahlung auf die geneigte Kollektorfläche (ergibt sich aus dem Simulationsprogramm und dem Daten für die horizontale Strahlung)

Da der reale Ertrag 96,98% und der reale Systemnutzungsgrad 100,39% der jeweiligen

korrigierten Garantiewerte betragen, ist die Garantie für die Solaranlage der Stadtklinik Baden-Baden erfüllt.


Tabelle 5b Prinzipielles Ablaufschema zur Nachrechnung der Ertragsgarantie am Beispiel der Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden (Zweites Messjahr).

Zeile Wert Ertrag Systemnutzungsgrad

1 Angabe (Garantie) des Anbieters, basierend auf Standardbedingungen 143.820 kWh/a 37,57 % 1)

2 Ergebnis der Nachsimulation durch FH Offenburg, basierend auf Standardbedingungen 179.707 kWh/a 47,76 %

3 Faktor Garantie zu FHO-Simulation (Zeile1 / Zeile2) 0,8003 0,7866

4 Ergebnis FHO-Simulation mit realen Betriebsbeding. 179.368 kWh/a 45,8 %

5 Korrigierte Simulation mit realen Betriebsbeding. (Zeile 4 x Zeile 3) 143.549 kWh/a 36 %

6 Messergebnis 01.08.2000 – 31.07.2001 128.181 kWh/a 33,7 %

7 Verhältnis Messergebnis zu korrigierter Simulation (Zeile 6 / Zeile 5) 89,3 % 93,6 %

1) Wird berechnet als Quotient aus dem garantierten Ertrag und dem vom Bieter in dem Datenblatt „Jahresnutzenergieertrag der Solaranlage“ eingetragenen Wert für die Strahlung auf die geneigte Kollektorfläche (ergibt sich aus dem Simulationsprogramm und dem Daten für die horizontale Strahlung)

Auch im zweiten Intensivmessjahr und im dritten Messjahr wurde die Energiegarantie erfüllt.


Tabelle 6a Berechnungsblatt für die Garantienachrechnung für die Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden im ersten Intensivmessjahr

Nachrechnung des garantierten solaren Energieertrages Objekt: Stadtklinik Baden-Baden Messperiode: 01.08.00 - 31.07.01 Berechnungen durchgeführt von: Fachhochschule Offenburg Einheit Wert Anmerkungen Abweich. Garantie des Erstellers anhand der in den Randbedingungen zum LV vorgegebenen Werte

1 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 7.247 vorgegeben (bei 45°C) 2 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1194,4 vorgegeben (T*SOL Freiburg) 3 Kaltwassertemperatur Februar/August °C 6 und 14 vorgegeben 4 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 382.786 vom Bieter angegeben (für 281,4 m²) 5 garantierter Ertrag kWh/a 143.820 vom Bieter garantiert 6 garantiertes eta % 37,57 gar. eta=(A5/A4)*100% 7 8 Ergebnis mit T*SOL unter fiktiven Betriebsbedingungen (vorgegebene Werte aus Randbedingung) 9 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 7.247 vorgegeben (bei 45°C)

10 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.194,4 vorgegeben (T*SOL Freiburg) 11 Kaltwassertemperatur Februar/August °C 6 und 14 vorgegeben 12 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 376.232 mit T*SOL berechnet (für 276,4 m²) 13 Ertrag kWh/a 179.707 mit T*SOL berechnet 14 eta % 47,76 eta=(A13/A12)*100% 15 Faktor Ertrag 0,8003 Faktor Ertrag=A5/A13 16 Faktor eta 0,7866 Faktor eta=A6/A14 17 Der garantierte Ertrag des Erstellers und das garantierte eta weichen um die o.a. Faktoren von der T*SOL- 18 Nachrechnung der betreuenden Stelle ab. Um diese Faktoren hat der Ersteller den Ertrag und die 19 Effizienz (eta) der Solaranlage (verglichen mit T*SOL) abweichend bewertet. 20 21 Ergebnis mit T*SOL unter realen Betriebsbedingungen (Messwerte) 22 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 8.083 gemessen 11,54%23 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.137,4 gemessen -4,77%24 Kaltwassertemperatur, repräsentativ für Feb./Aug. °C 10 und 18 gemessen 25 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 350.872 mit T*SOL berechnet -6,74%26 Ertrag kWh/a 160.895 mit T*SOL berechnet -10,47%27 eta % 45,86 eta = (A26/A25)*100% -4,00%28 29 Umrechnung der T*SOL-Ergebnisse unter realen Betriebsbedingungen mit Faktoren 30 Korrigierter Ertrag bei realem Betrieb kWh/a 128.765 korr. Ertrag=A26*A15 31 Korrigiertes eta bei realem Betrieb % 36,07 korr. eta=A27*A16 32 Das Ergebnis aus der T*SOL-Rechnung unter realen Betriebsbedingungen wird mit den o.a. Faktoren umgerechnet, 33 um so den Unterschied zwischen der Bietergarantie und dem Ergebnis mit T*SOL unter fiktiven Betriebs- 34 bedingungen in die Bewertung der Messergebnisse einfließen lassen zu können. 35 36 Messergebnisse unter realen Betriebsbedingungen 37 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 8.083 gemessen 38 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.137,4 gemessen 39 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 334.980 gemessen 40 gemessener Ertrag kWh/a 123.716 gemessen 41 gemessenes eta % 36,93 gem. eta=(A40/A39)*100% 42 43 Ergebnis: 44 erreich. Energie in % von umger. T*SOL-Ergebnis % 96,08 erreich. Energie=(A40/A30)*100% 45 erreich. eta in % vom umger. T*SOL-Ergebnis % 102,39 erreich. eta=(A41/A31)*100% 46 Garantie erfüllt

Die Abweichungen zwischen den Prozentsätzen von erreichter Energie und eta (Zeile 44, 45) sind begründet durch die Umrechnung mit T*SOL von der gemessenen horizontalen Strahlung in die (mit Umrechnungsfehler behafteten) Strahlung in die Kollektorebene im Vergleich zu der tatsächlichen gemessenen (mit Messfehler behafteten) Strahlung in die Kollektorebene (Zeile25, 39). Liegt einer der beiden oben angegebenen Prozentsätze über 90 %, so gilt die Garantie als erbracht.


Tabelle 6b Berechnungsblatt für die Garantienachrechnung für die Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden im zweiten Intensivmessjahr



10 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.194,4 vorgegeben (T*SOL Freiburg) 11 Kaltwassertemperatur Februar/August °C 6 und 14 vorgegeben 12 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 376.232 mit T*SOL berechnet (für 276,4 m²) 13 Ertrag kWh/a 179.707 mit T*SOL berechnet 14 eta % 47,76 eta=(A13/A12)*100% 15 Faktor Ertrag 0,8003 Faktor Ertrag=A5/A13 16 Faktor eta 0,7866 Faktor eta=A6/A14 17 Der garantierte Ertrag des Erstellers und das garantierte eta weichen um die o.a. Faktoren von der T*SOL- 18 Nachrechnung der betreuenden Stelle ab. Um diese Faktoren hat der Ersteller den Ertrag und die 19 Effizienz (eta) der Solaranlage (verglichen mit T*SOL) abweichend bewertet. 20 21 Ergebnis mit T*SOL unter realen Betriebsbedingungen (Messwerte) 22 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 7.973 gemessen 11,54%23 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.140,7 gemessen -4,77%24 Kaltwassertemperatur, repräsentativ für Feb./Aug. °C 10 und 18 gemessen 25 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 385.223 mit T*SOL berechnet -6,74%26 Ertrag kWh/a 177.110 mit T*SOL berechnet -10,47%27 eta % 45,98 eta = (A26/A25)*100% -4,00%28 29 Umrechnung der T*SOL-Ergebnisse unter realen Betriebsbedingungen mit Faktoren 30 Korrigierter Ertrag bei realem Betrieb kWh/a 141.742 korr. Ertrag=A26*A15 31 Korrigiertes eta bei realem Betrieb % 36,16 korr. eta=A27*A16 32 Das Ergebnis aus der T*SOL-Rechnung unter realen Betriebsbedingungen wird mit den o.a. Faktoren umgerechnet, 33 um so den Unterschied zwischen der Bietergarantie und dem Ergebnis mit T*SOL unter fiktiven Betriebs- 34 bedingungen in die Bewertung der Messergebnisse einfließen lassen zu können. 35 36 Messergebnisse unter realen Betriebsbedingungen 37 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 7.973 gemessen 10,02%38 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.103,0 gemessen -4,50%39 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 348.528 gemessen 40 gemessener Ertrag kWh/a 117.790 gemessen 2,39%41 gemessenes eta % 33,80 gem. eta=(A40/A39)*100% -1,45%42 43 Ergebnis: 44 erreich. Energie in % von umger. T*SOL-Ergebnis % 83,10 erreich. Energie=(A40/A30)*100% 45 erreich. eta in % vom umger. T*SOL-Ergebnis % 93,45 erreich. eta=(A41/A31)*100% 46 Garantie erfüllt



Tabelle 6c Berechnungsblatt für die Garantienachrechnung für die Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden im dritten Messjahr



10 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.194,4 vorgegeben (T*SOL Freiburg) 11 Kaltwassertemperatur Februar/August °C 6 und 14 vorgegeben 12 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 376.232 mit T*SOL berechnet (für 276,4 m²) 13 Ertrag kWh/a 179.707 mit T*SOL berechnet 14 eta % 47,76 eta=(A13/A12)*100% 15 Faktor Ertrag 0,8003 Faktor Ertrag=A5/A13 16 Faktor eta 0,7866 Faktor eta=A6/A14 17 Der garantierte Ertrag des Erstellers und das garantierte eta weichen um die o.a. Faktoren von der T*SOL- 18 Nachrechnung der betreuenden Stelle ab. Um diese Faktoren hat der Ersteller den Ertrag und die 19 Effizienz (eta) der Solaranlage (verglichen mit T*SOL) abweichend bewertet. 20 21 Ergebnis mit T*SOL unter realen Betriebsbedingungen (Messwerte) 22 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 8.062 gemessen 11,25%23 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.162,0 gemessen -2,71%24 Kaltwassertemperatur, repräsentativ für Feb./Aug. °C 10 und 18 gemessen 25 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 391.917 mit T*SOL berechnet 4,17%26 Ertrag kWh/a 179.368 mit T*SOL berechnet -0,19%27 eta % 45,77 eta = (A26/A25)*100% -4,18%28 29 Umrechnung der T*SOL-Ergebnisse unter realen Betriebsbedingungen mit Faktoren 30 Korrigierter Ertrag bei realem Betrieb kWh/a 143.549 korr. Ertrag=A26*A15 31 Korrigiertes eta bei realem Betrieb % 36,00 korr. eta=A27*A16 32 Das Ergebnis aus der T*SOL-Rechnung unter realen Betriebsbedingungen wird mit den o.a. Faktoren umgerechnet, 33 um so den Unterschied zwischen der Bietergarantie und dem Ergebnis mit T*SOL unter fiktiven Betriebs- 34 bedingungen in die Bewertung der Messergebnisse einfließen lassen zu können. 35 36 Messergebnisse unter realen Betriebsbedingungen 37 Verbrauch WW (durch WT bzw. Vorwärmspeicher) m3/a 8.080 gemessen 38 Strahlung horizontal kWh/(m2*a) 1.207,0 gemessen 39 Strahlung in Kollektorebene kWh/a 380.493 gemessen 40 gemessener Ertrag kWh/a 128.181 gemessen 41 gemessenes eta % 33,69 gem. eta=(A40/A39)*100% 42 43 Ergebnis: 44 erreich. Energie in % von umger. T*SOL-Ergebnis % 89,29 erreich. Energie=(A40/A30)*100% 45 erreich. eta in % vom umger. T*SOL-Ergebnis % 93,58 erreich. eta=(A41/A31)*100% 46 Garantie erfüllt



8 Projektbeteiligte Betreiber: Stadtklinik Baden-Baden Balgerstraße 50 76532 Baden-Baden Herr Dipl.-Ing. Friedrich Fuchs Telefon 07221/912830 [email protected]

Objektanschrift: Stadtklinik Baden-Baden Balgerstraße 50 76532 Baden-Baden

Planung: Hartmann + Dresen Im Mittelfeld 1 76135 Karlsruhe Telefon 0721/9865422

Installation: Wagner & Co Solartechnik GmbH Zimmermannstr. 12 35091 Cölbe Herr Karsten Tent Telefon: 0642/800722 [email protected]

Projektmanagement: PtJ – Projektträger des BMBF, BMWA und BMU Forschungszentrum Jülich GmbH Außenstelle Berlin Wallstraße 17 – 22 10179 Berlin Herr Dr. Donat Telefon 030/20199-427 [email protected] Programmbegleitung: ZfS – Rationelle Energietechnik GmbH Verbindungsstraße 19 40723 Hilden Herr Dr. Peuser Herr Dipl.-Ing. Croy Telefon 02103/244-0 [email protected] Wissenschaftlich-technische Begleitung: Fachhochschule Offenburg Studiengang Versorgungstechnik Badstraße 24 77652 Offenburg Herr Prof. Elmar Bollin Herr Dipl.-Ing. (FH) Sascha Himmelsbach Frau Dipl.-Ing. (FH) Uta Klingenberger, M.Sc. Telefon 0781/205-122 [email protected]

9 Internet

Informationen zum Förderkonzept Solarthermie-2000 und den darin betreuten Solaranlagen

sind im Internet zugänglich.

http://www.solarthermie2000.de

und

http://www.fh-offenburg.de/mv/st2000


10 Literatur /1/ Peuser, F.A.; Croy, R.; Schumacher, J.; Weiß, R.: Langzeiterfahrungen mit thermischen

Solaranlagen (Abschlußbericht zu Solarthermie-2000, Teilprogramm 2); ZfS-Rationelle

Energietechnik GmbH Hilden

/2/ Solarthermie-2000; Informationen zusammengestellt vom Projektträger Biologie,

Energie, Umwelt (BEO); Bezug über Projektträger BEO

/3/ Peuser, F.A.; Croy, R.; Rehrmann, U.: Solarthermie-2000, Teilprogramm 2;

Abschlußbericht zur 1. Projektphase (1.7.1993 bis 30.6.1997)

/4/ Peuser, F.A.; Croy, R.; Rehrmann, U.; Wirth, H. P.: Solare Trinkwassererwärmung mit

Großanlagen; Hrsg.: Fachinformationszentrum Karlsruhe; TÜV-Verlag, Köln, 1999

/5/ Bollin, E.; Klingenberger, U.-M.; Himmelsbach, S.: Untersuchung zu Steuer- und

Regelverhalten von solaren Großanlagen zur Trinkwassererwärmung im Rahmen des

Solarthermie-2000 Programms; Veröffentlichung im Tagungsband Zehntes Symposium

Thermische Solarenergie; OTTI, Regensburg, 2000

Die Solaranlage Stadtklinik Baden-Baden wurde aus Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und

Technologie (BMWi) im Rahmen des Förderprogrammes Solarthermie-2000 unter dem

Förderkennzeichen 0329652K zu 75% gefördert

09/03

Documents

Förderkonzept „Solarthermie-2000“, Teilprogramm 2 · PDF filespezifische Wärmekapazität 6000 J/(m²#K) Wärmeträgerinhalt pro Kollektor LB 87: 4 l; LB 76: 3,5 l; LB 5: 2,6