Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Mit Hilfe der Funktions\u00fcberwachung sollen solare Minderertr\u00e4ge und Verluste nichtsolarer Energie bei thermischen Solaranlagen erkannt und m\u00f6gliche Ursachen daf\u00fcr ermittelt werden k\u00f6nnen. Das System soll an ein breites Spektrum von Anlagenkonfigurationen anpassbar sein und ist daher modular konzipiert. Altanlagen mit herk\u00f6mmlichen Reglern sollen ohne gro\u00dfen Aufwand nachger\u00fcstet werden k\u00f6nnen.
\nSo soll eine Fehlerbehebung und Betriebsoptimierung vereinfacht bzw. \u00fcberhaupt erst erm\u00f6glicht wer-den.
\nDurch weitere Module sollen u. a. die Anlagendaten dem Benutzer angezeigt werden und so zu einem bewu\u00dfteren Umgang mit der Energie f\u00fchren.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenZun\u00e4chst ist eine Markt\u00fcbersicht \u00fcber Solaranlagen und Solarregler sowie deren Anbieter zu erstellen. Auf der Basis technischer Unterlagen und einschl\u00e4giger Fachliteratur werden \u00dcbersichten \u00fcber die Anlagenvarianten und die technischen Merkmale der Regler angefertigt.
\nAlternative Verfahren zur Bestimmung des solaren Energieertrages sind im Rahmen von Vorunter-suchungen auf deren Leistungsf\u00e4higkeit hinsichtlich Genauigkeit und Praktikabilit\u00e4t zu untersuchen. Ebenso sind marktg\u00e4ngige und preiswerte Durchflussmengenmessger\u00e4te, mit denen die W\u00e4rmemengenmessung im Solarkreis durchgef\u00fchrt werden kann, zu untersuchen und auf ihre Eignung zu pr\u00fcfen.
\nAus Fehlerstatistiken von Solaranlagen und deren Komponenten – beruhend auf Angaben von Friese und R\u00f6ver, Nordsolar und Anlagen-Herstellern – sind die Wahrscheinlichkeiten f\u00fcr die unterschiedlichen M\u00e4ngel zu ermitteln und in Relation zum messtechnischen Aufwand f\u00fcr ihre Erkennung zu setzen.
\nDie Auswertung der Daten aus der Fehlerstatistik liefern die Grundlage f\u00fcr die Computer-Modellierung der Anlagen und Regler, anhand der die zu entwerfenden und zu entwickelnden Module der Funktionskontrolle getestet und optimiert werden k\u00f6nnen.
\nNach erfolgreichem Einsatz an realen Solaranlagen k\u00f6nnen die Module dann zur Serienreife gebracht werden.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Die Pr\u00fcfung der Ausstattung von handels\u00fcblichen Solarreglern zeigte, dass eine Nutzung der von diesen zur Verf\u00fcgung gestellten Werte f\u00fcr eine Funktionskontrolle aufgrund der sehr unterschiedlichen und nicht bei allen Reglern vorhandenen Schnittstellen nicht durchf\u00fchrbar ist. Die zu entwickelnde Funktionskontrolle musste daher vollst\u00e4ndig mit eigenen Sensoren ausgestattet werden. Als besonders kostenintensiv stellten sich in erster Linie Globalstrahlungssensoren und Durchflusssensoren f\u00fcr den Solarkreis dar.
\nW\u00e4hrend f\u00fcr die Globalstrahlungsmessung eine sehr preisg\u00fcnstige Einheit entwickelt werden konnte, fand sich f\u00fcr die Realisierung eines entsprechenden Durchflusssensors keine innerhalb dieses Projektes gangbare L\u00f6sung. Um die Kosten f\u00fcr den Endanwender dennoch gering zu halten, wurde ein Konzept erarbeitet, das m\u00f6glichst ohne die teuren und zudem aufwendig zu installierenden Durch-flusssensoren, auskommt. Stattdessen wurden Algorithmen erstellt, die sowohl die Fehlererkennung als auch die vergleichende W\u00e4rmeertragsermittlung vornehmlich durch Verwendung der Werte preisg\u00fcnstiger und einfach zu installierender Temperaturf\u00fchler leisten k\u00f6nnen.
\nIm Verlaufe dieser Arbeiten wurde deutlich, dass bei nicht allzu hohen Erwartungen an die Genauigkeit der absoluten W\u00e4rmeertragsangaben auf ein gesondertes W\u00e4rmeertragsmodul verzichtet werden kann. Zur Erstellung der o. g. Algorithmen wurde zum einen auf die an bestehenden Anlagen aufgenommenen Messwerte zur\u00fcckgegriffen, zum anderen wurden dazu theoretische Betrachtungen der Vorg\u00e4nge in einer Solaranlage, insbesondere durch die Erstellung eines Simulationsmodells des Speichers, durchgef\u00fchrt. Zur Vorbereitung von Simulationen, aber auch zur komfortablen Extraktion der Messdaten zum Zwecke der Darstellung in Diagrammen wurde eine speziell darauf zugeschnittene Software erstellt.
\nBei der Hardwareentwicklung zeigte sich, dass zwischen dem \u00f6kologischen Anspruch, was die Auswahl der Komponenten anging, und der Forderung nach niedrigem Preis Kompromisse eingegangen werden m\u00fcssen. Dennoch wurde insgesamt grosser Wert auf einen niedrigen Stromverbrauch der Einheit gelegt , da die Funktionskontrolle prinzipbedingt ununterbrochen in Betrieb ist. Da eine Erweiterung des Funktionsumfanges kaum merklich zur Erh\u00f6hung des Stromverbrauchs beitr\u00e4gt, erscheint es sinnvoll, die Funktionskontrolle mit den zur Regelung der Solaranlage n\u00f6tigen Komponenten auszustatten und zu betreiben. Aktuelle Marktbeobachtungen lassen den entsprechenden Trend, bei dem Solarregler bereits einfache Kontrollfunktionen erf\u00fcllen, bereits erkennen, was offenbar durch F\u00f6rderungen des Bundesamtes f\u00fcr Wirschaft beg\u00fcnstigt wird.
\nBis auf die Telekommunikationseinheit, die auch vorl\u00e4ufig durch ein handels\u00fcbliches Modem dargestellt werden kann, wurde die Hardware aller Komponenten der Funktionskontrolle bis zum Prototyp entwickelt und im Laboraufbau getestet.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Teile der auch im Abschlussbericht beschriebenen, gewonnenen Erkenntnisse sind bereits anl\u00e4\u00dflich der Messe Neue Wege zum Klimaschutz, 1998, in Hannover pr\u00e4sentiert worden.
\nDie Teilnahme am Workshop Funktionskontrolle, 1999, in Saarbr\u00fccken wird weitere Gelegenheit zum Vortrag und Austausch des Kenntnisstandes bieten.
\nDerzeit wird gepr\u00fcft, ob und in welcher Form der umfangreiche Messdatenbestand Dritten zu Verf\u00fcgung gestellt werden kann.
\nDer Abschlussbericht soll der \u00d6ffentlichkeit \u00fcber das Internet zur Verf\u00fcgung gestellt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Die in bestehenden Anlagen im Laufe des Projektes gefundenen M\u00e4ngel best\u00e4tigen die Notwendigkeit von Funktionskontrollen. Eine Ausstattung der Kontrolleinheit mit Regelungsfunktionen erscheint \u00f6kologisch und \u00f6konomisch sinnvoll. Die im F\u00f6rderantrag angestrebten niedrigen Endverbraucherpreise werden bei Einbindung des vorgesehenen Funktionsumfangs wohl nicht erreicht werden k\u00f6nnen. Das erarbeitete Konzept kommt aber weitgehend ohne aufwendige Durchflussmessung aus und erscheint prakti-kabel. Die Entscheidung zur Busanbindung aller F\u00fchler erscheint als richtig, vor allem im Hinblick auf eine unkomplizierte und gegen\u00fcber Fehlern unanf\u00e4llige Installation. Auf eine absolute und genaue Ermittlung des Energieeintrages wurde aus Kostengr\u00fcnden verzichtet. Zur Fehlererkennung dienen stattdessen Vergleiche mit historischen Werten.
\nDie weiteren Schritte sind die Weiterentwicklung zur Serienreife und die Vermarktung als Regler f\u00fcr thermische Solaranlagen mit integrierter, umfangreicher Funktionskontrolle.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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