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Aleksis Baggenstos
P&D Projekt Oberfeld
Monitoring einer PVT-Grossanlage
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Bauprojekt Oberfeld, Ostermundigen
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Überbauung mit insgesamt 100
Wohnungen
drei Gebäude A, B, C
1300 m2 PVT Kollektoren
28 Erdsonden a 200m (drei Felder)
Quelle: [http://wohnenimoberfeld.ch]
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Eckdaten Oberfeld Haus B
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Quelle: Solararchitektur, energieschweiz.ch
Gebäude B
Gebäude B (P&D) 50 Wohnungen
5345m2 Energiebezugsfläche
WP WW 39 kW th.
WP HZ 75 kW th.
14 Sonden à 200m
Wassergefüllte Sonden
620 m2 PVT Kollektoren
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Monitoring Gebäude B
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Quelle: [www.ewb.ch]
PVT Kollektorfelder
EWS Feld
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Monitoring Gebäude B
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Wärmemengen
Volumenstrom
VL und RL Temperatur
Meteodaten
Globalstrahlung, Umgebungstemperatur, Wind
PVT – PV Vergleich
Strom/Spannung DC
PVT Temperaturen
PV Temperaturen
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Untersuchungsbereiche Wärmeversorgung
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Regelungsoptimierung der Gesamtanlage
Anlagenbetrieb optimieren, Verluste minimieren
Effizienzsteigerung
Erdsondenfeld
Langfristige Temperaturentwicklung
entnommene und eingebrachte Wärmemenge Regenerationsgrad
Kurzfristiges Temperaturverhalten
Leistung EWS Temperaturdifferenz Erdreich / EWS Fluid
PVT Anlage
Leistungsdaten im reellen Betrieb «gute» Anlagenauslegung
Regeneration
PVT als Wärmetauscher nutzen direkte Quelle für WP WP ohne
EWS?
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Temperaturen Erdsondenfeld, Umgebung [Tagesmittel]
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Winter 2015: 7 - 8°C
Winter 2016: 8 – 9°C
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Temperaturen EWS [Stundenmittel]
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Häufige und starke Regeneration im Juni 2015
Druckstörungen da Eintrittstemperatur beim Verdampfer
>20°C
Änderung eines Regelparameters auffällige Stufe
0
5
10
15
20
25
30
Ju
l. 1
4
Aug
. 14
Sep
. 14
Okt. 1
4
No
v. 1
4
Dez. 1
4
Ja
n.
15
Fe
b.
15
Mrz
. 1
5
Apr.
15
Ma
i. 1
5
Ju
n.
15
Ju
l. 1
5
Aug
. 15
Sep
. 15
Okt. 1
5
Nov. 1
5
Dez. 1
5
Ja
n.
16
Fe
b.
16
Mrz
. 1
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Te
mp
era
tur
[°C
]
Eintritt EWS
Austritts EWS
Entladebetrieb
Regeneration Regeneration
Entladebetrieb
Temperaturbegrenzung Erdsondenfeld
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Wärmeleistung EWS Feld Juli 2015
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Leistung des EWS Feldes etwa 40% reduziert.
Im Juli etwa 20% geringer Ertrag
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FU
Mögliche Alternativen Vermeidung Druckstörung
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Rücklaufbeimischung beim Verdampfer der Wärmpumpe
Solepumpe frequenzgesteuert
Mittlere Temperatur Verdampfer unter 20°C
Wärmepumpen intern: Kältemittelkreis Massenstrom
verringern
Lösung beim Oberfeld (WP technisch dazu vorbereitet)
«Regenerationstemperatur» Eintrittstemperatur EWS auf
30°C angehoben
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Leistungsklassen Erdsondenfeld
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Regeneration
Überregeneration EWS von etwa 25%
Spezifische Wärmeertrag PVT Kollektor
330 kWh/m2a
Thermische Effizienz der Anlagen
35%
[kW
h]
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Mittlere Betriebstemperatur PVT
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Anlagenbetrieb 2015
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Regeneration
Regeneration EWS von etwa 120%
Spezifische Wärmeertrag PVT Kollektor
322 kWh/m2a
Thermische Effizienz der Anlagen
35%
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Bilanz 2015, Erdsondenfeld
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Regeneration
April bis September
Hoher Anteil Warmwasser
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Fazit
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Beispiel Oberfeld:
Grosszügig dimensionierte Sondenfelder von Vorteil
Temperaturbegrenzung der Erdsonden ist ungünstig für
Regeneration
Alternativ: Senken für Solarwärme einbinden (WW
Vorerwärmung)
Regenerationsleistung Faktor 2 der Bezugsleistung im
Erdsondenfeld
100% Regeneration ist möglich, Oberfeld 120%
Übergangszeit, PVT unterstützt Wärmepumpen, März, Oktober,
November
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Pilot und Demonstrationsprojekt Sotchà
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Vergleich von drei solarunterstützten
Heizsystemen zur Erdsondenregeneration
Mehrfamilienhäuser A, B, C baugleich
Erdsondenregeneration
Beurteilung des Kosten/Nutzen Verhältnisses
der drei installierten Systeme
Quelle: [www.fanzun.ch]
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Systemvarianten Sotchà
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Haus A
PV Anlage 130m2
Haus B
PVT Anlage 130m2
Haus C
Thermie 40m2 (abgedeckt)
+ PV Anlage 90m2
keine Regeneration
(Referenzanlage)Regeneration Regeneration
Stromspeicher 28kWh
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Die Projekte werden unterstützt durch:
Bundesamt für Energie BFE, Bern
Oberfeld: Sotchà:
Danksagung
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