Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Nachdem im Bereich solarthermischer Anlagen Niveau und Zuverl\u00e4ssigkeit der Produkte und Komponenten den industriellen Standard erreicht haben, richtet sich das Augenmerk der Entwicklungsarbeit zunehmend auf die Systemoptimierung. Diese kann jedoch nur erfolgen, wenn es Kontrollm\u00f6glichkeiten der Anlagenfunktion gibt. Durch den Einsatz solcher Funktionskontrollen k\u00f6nnen nicht nur M\u00e4ngel der Anlage schnell erkannt und beseitigt werden, es l\u00e4sst sich u. U. auch der tats\u00e4chliche Energieertrag der Anlage erfassen. Ausgehend von einem bereits vorhandenen, selbst entwickeltem Datenloggersystem soll ein kompaktes Ger\u00e4t entwickelt werden, das alle Voraussetzungen f\u00fcr eine Funktions- und Ertragskontrolle in solarthermischen Anlagen erf\u00fcllt. Dies sind z. B. Betriebszustandsanzeige, Kontrolle aller wichtigen Systemparameter mit Meldung bei \u00dcber- oder Unterschreiten vorgegebener Grenzwerte sowie im Fehlerfall. Fehlermeldungen sind so spezifisch wie m\u00f6glich zu halten, um eine m\u00f6glichst einfache \u00dcberpr\u00fcfung der Anlagenfunktion zu gew\u00e4hrleisten. Neben der Ertragsbestimmung kann ein Vergleich mit Referenzwerten erfolgen, um starke Leistungsminderungen schon im Ansatz zu erkennen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDas Konzept des Datenloggersystems muss auf zwei Ebenen erweitert werden: Hardware, d. h. neue Ausgabem\u00f6glichkeiten sowie Sensoranschl\u00fcsse und Software, d. h. Plausibilit\u00e4tsbetrachtungen der Anlage, programmierbare Fehlermeldungen etc. Der gesamte Zeitaufwand betr\u00e4gt 5-6 Monate, wobei einige Entwicklungsstufen parallel laufen.
\nHardwareerweiterungen (3-4 Monate): LCD-Display mit Tastersteuerung zur Ausgabe f\u00fcr aktuelle und gespeicherte Werte, Fehlermeldungen und eingestellte Parameter; potentialfreier Schaltausgang z. B. zur Ansteuerung einer Solarpumpe; erweiterte Daten- und Programmspeicher sowie h\u00f6here Aufl\u00f6sung der A\/D-Wandler.
\nMehrschichtige Softwareerweiterungen (3-4 Monate): Betriebssoftware des Datenloggers selbst (neue Befehle f\u00fcr das Rechenprogramm zur Plausibilit\u00e4tsbewertung des Anlagenzustandes sowie zur Steuerung der Statusdioden und des LCD-Displays bei Fehlermeldungen); Anpassung der Konfigurationssoftware an die neuen M\u00f6glichkeiten des Datenloggersystems; 32-Bit- Visualisierungsprogramm (WIN95\/98, WIN NT\/2000) f\u00fcr gespeicherte und Online-Daten mit Datenbank-Schnittstelle sowie neuem Treiberkonzept.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Alle im Antrag genannten Spezifikationen konnten realisiert werden. Dazu geh\u00f6ren im Einzelnen: 11 Analogkan\u00e4le mit 12 Bit A\/D-Aufl\u00f6sung, 3 digitale Ein- und Ausg\u00e4nge, ein optionaler Analogausgang (als Huckepackplatine), bis 512 kB Datenspeicher, seriell programmierbares EEPROM (128 kB) als Programmspeicher, Lithium-Batterie zur Datenpufferung (Erhaltungszeit > 1 Jahr), 2-zeiliges LC-Display mit 2 Tastern zur Steuerung. \u00dcber die Taster lassen sich Online-Werte, gespeicherte Daten (Energiewerte), Fehlerspeicher und (opt.) Regelungsparameter abrufen und \u00e4ndern. Es wurde ein Tisch-\/Wandgeh\u00e4use aus Aluminium entwickelt, das f\u00fcr beide Einsatzf\u00e4lle gleicherma\u00dfen gut geeignet ist. Die Betriebsspan-nung der Analogeing\u00e4nge betr\u00e4gt nunmehr 12 V und reduziert den Strombedarf gegen\u00fcber der bisheri-gen Ausf\u00fchrung um mehr als die H\u00e4lfte, da damit auch auf den verlusttr\u00e4chtigen Spannungswandler (12 V \u00e0 24 V) verzichtet werden konnte.
\nEs wurde die M\u00f6glichkeit f\u00fcr Sprungbefehle sowie Vergleichsoperationen, vergleichbar mit GOTO bzw. IF- THEN – Konstruktionen von Programmierhochsprachen geschaffen. Ebenso wurden boolsche Operatoren (AND, OR, NOT etc.) implementiert. Damit sind alle Voraussetzungen f\u00fcr eine hochsprachen\u00e4hnliche Programmierung gegeben, so dass die Umsetzung verschiedenster Kontroll- und Regelungsalgorithmen kein Problem mehr darstellt. Zus\u00e4tzlich ist es jetzt m\u00f6glich, mit bis zu 8 verschiedenen seriellen Ger\u00e4ten gleichzeitig innerhalb einer Sequenz zu kommunizieren. Damit k\u00f6nnen z. B. ein bereits vorhandener Regler und ein W\u00e4rmemengenz\u00e4hler ausgelesen und deren Daten ausgewertet werden.
\nDie Konfigurationssoftware wurde an die neuen M\u00f6glichkeiten des Ger\u00e4tes angepasst. Es k\u00f6nnen neben der Programmierung der Kontroll- und Regelungsalgorithmen die Men\u00fcstruktur des LC-Displays, die spezifischen Fehlermeldungen (Display und Statusleuchte) sowie die zu speichernden Daten eingestellt werden. Ein Teil der Parameter (f\u00fcr Kontrolle und Regelung) ist mit Plausibilit\u00e4tsabfragen und Passwort abgesichert, um leichtfertigen oder unbefugten Zugang zu vermeiden.
\nDie Visualisierungssoftware ist im 3-Layer-Modus aufgebaut. Unterste Schicht bildet der Hardware-Treiber f\u00fcr den SUNlog. Dieser liest gespeicherte und Online-Daten aus und \u00fcbertr\u00e4gt sie in eine Datenbank. Die Zuordnung der Werte aus SUNlog zu den Eintr\u00e4gen in der Datenbank geschieht \u00fcber ein integriertes Konfigurationsmodul. Aus der Datenbank k\u00f6nnen die Werte in zweierlei Hinsicht abgerufen bzw. dargestellt werden. Zum einen als Online-Werte in einem frei konfigurierbaren, mit Analog- und Digitalinstrumenten versehenen (Blockschalt-)Bild, zum anderen die gespeicherten Daten als Diagramme. Daf\u00fcr wurde ein umfangreiches und komplexes Grafik-Modul implementiert, das neben diversen Darstellungsm\u00f6glichkeiten (Balken, Kurven, S\u00e4ulen, in 2D\/3D etc) auch die M\u00f6glichkeit multipler y-Achsen bietet. Durch die Schicht-Struktur der Software ist es m\u00f6glich, jeweils zwischen zwei Schichten eine Datenfern\u00fcbertragung einzuschieben (Modem, Netzwerk, Internet). Somit ist auch die M\u00f6glichkeit der Fernauslesung bzw. -wartung gegeben.
\nWie bereits im Zwischenbericht erw\u00e4hnt, konnten entwicklungsseitig zus\u00e4tzliche Features realisiert werden: ein dritter Digitaleingang und -ausgang, die M\u00f6glichkeit f\u00fcr einen Analogausgang (per Huckepackplatine) sowie bis zu 8 verschiedene serielle Protokolle (Ger\u00e4te) innerhalb einer Konfiguration.
\nDer Zeitplan wurde durch unerwartete Probleme bei der Beschaffung (und Kalkulation) des LC-Displays sowie einiger innerbetrieblicher Vorg\u00e4nge verz\u00f6gert. Die dadurch z. T. entstandenen Mehrkosten konnten durch Einsparungen bei anderen Posten neutralisiert werden.
\nDie Kosten blieben im erwarteten und beantragten Rahmen; es fallen keinerlei Mehrkosten an.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
13. PV-Symposium Banz, M\u00e4rz 99; ISH Frankfurt, M\u00e4rz 99, 9. Symposium Therm. Solarenergie, Banz, Mai 99, div. Messen und Ausstellungen, Beitr\u00e4ge in Photon (4\/99) und Sonnenenergie und W\u00e4rmetechnik (3\/99)<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Als gr\u00f6\u00dftes und ernstzunehmendes Problem stellt sich die Frage nach der weiteren F\u00f6rderung; nach dem aktuellen Stand der Dinge ist eine Befreiung von der Mehrwertsteuer geplant, ohne weitere Auflagen. Dies bedeutet, der bisherige Zwang f\u00fcr eine Funktionskontrolle, so sinnvoll sie auch sein mag, entf\u00e4llt in Zukunft. Dadurch werden der vor ca. 1,5 Jahren erstellten Wirtschaftlichkeitsberechnung die Grundlagen entzogen. Wir sind derzeit dabei, weitere Einsatzfelder f\u00fcr die Ger\u00e4te zu finden, um die notwendigen Absatzzahlen zu erreichen. Wir orientieren uns momentan in die Bereiche Energieerfassung und -management sowie Betriebs\u00fcberwachung mit St\u00f6r-(fern)-meldung f\u00fcr diverse Anlagentypen.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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