Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
Deutsche Solartechnik, wie sie in den vergangenen 10 bis 15 Jahren entwickelt wurde, ist f\u00fcr den Einsatz in Mitteleuropa mit seinem temperierten, milden Klima optimiert. Der Trend der Solarthermie in Deutschland wie auch in \u00d6sterreich geht zunehmend zu immer gr\u00f6\u00dferen und komplexeren Anlagen, die nicht nur das Brauchwasser erw\u00e4rmen, sondern auch im Zusammenspiel mit den entsprechenden Regeleinrichtungen zur Heizungsunterst\u00fctzung beitragen. Diese Technik eignet sich jedoch nicht f\u00fcr die zahlreichen s\u00fcdlichen Exportm\u00e4rkte, weil sie daf\u00fcr technisch unn\u00f6tig aufw\u00e4ndig und damit zu teuer ist. Um erfolgreich deutsches Solartechnik-Knowhow in Form marktnaher Produkte anbieten zu k\u00f6nnen, muss der technische Vorsprung, den sich deutsche Unternehmen international erarbeitet haben, auch auf solarthermische Anwendungen wie Thermosiphon-Solaranlagen gerichtet werden, die den Zugang zum Weltmarkt er\u00f6ffnen. Thermosiphon-Solaranlagen ersetzen gerade in s\u00fcdlichen L\u00e4ndern den klassischen Elektroboiler zur Brauchwassererw\u00e4rmung und tragen, da sie zum Betrieb keine weitere Fremdenergie ben\u00f6tigen, nennenswert zur Umweltentlastung durch Energieeinsparung bei. Trotz ihres vermeintlich einfachen Aufbaus zeigen Thermosiphon-Solaranlagen im t\u00e4glichen Gebrauch noch eine Reihe technischer Schwachstellen, die im Rahmen des Projekts untersucht und abgestellt werden sollen.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Vorfeld des Entwicklungsprojekts wurde bereits eine Markt- und Wettbewerbsanalyse durchgef\u00fchrt, bei der Informationen zu Thermosiphon-Systemen beschafft wurden und der aktuelle Stand der Technik analysiert und dokumentiert wurde. Im ersten Arbeitsschritt innerhalb des Projekts, der Konzept- und Entwurfsphase, wird zun\u00e4chst das Gesamtsystem erfasst, mit dem Ziel, die Funktionen der Bauteile zu analysieren und daraus ein Anlagensimulationsmodell zu generieren. Das Simulationsmodell wird mit Versuchsergebnissen verglichen und so angepasst, dass es die Realit\u00e4t m\u00f6glichst genau abbildet. Dadurch werden Schw\u00e4chen des entwickelten Simulationsmodells gezielt abgestellt. Anschlie\u00dfend werden dann Berechnungen durchgef\u00fchrt, um die Anforderungen an die einzelnen Komponenten und die gesamte Anlage exakt spezifizieren zu k\u00f6nnen. Mit den gewonnenen Daten werden im Weiteren zun\u00e4chst die beiden Hauptelemente des Systems, der Kollektor und der Speicher, betrachtet. Am Kollektor werden speziell der Absorber, die Hydraulik und die Konstruktion untersucht. Der Warmwasserspeicher wird schwerpunktm\u00e4\u00dfig hinsichtlich Hydraulik, W\u00e4rmetauscher, Geometrie und Verhalten bei Be- und Entladung analysiert und optimiert. Anschlie\u00dfend werden die Verbindungen zwischen Speicher und Kollektor und die Schnittstellen zwischen System und Verbraucher untersucht und verbessert. Zudem werden die f\u00fcr einen sicheren Betrieb der Anlage ben\u00f6tigten Sicherheitseinrichtungen ermittelt und festgelegt. Abschlie\u00dfend wird im Rahmen der Systemintegration noch die Konstruktion des Systemtr\u00e4gers festgelegt. Beim anschlie\u00dfenden Systemdesign werden die so entstandenen optimierten Einzelkomponenten zu einem Gesamtsystem zusammengef\u00fchrt und nach technologischen und wirtschaftlichen Kriterien untersucht. Um Versuche am System durchf\u00fchren zu k\u00f6nnen, wird ein Prototyp erstellt. F\u00fcr alle Versuche, Systemtests oder Komponentenversuche, werden vorab Versuchskonzepte festgelegt, die ent-weder direkt nach g\u00fcltigen internationalen Pr\u00fcfnormen entstehen, wie der ISO 9459-2 (CSTG-Verfahren) bzw. ISO 9459-5 (DST-Verfahren), oder in Anlehnung daran. Daneben werden anhand der gewonnenen Simulationsergebnisse eigene Versuchskonzepte entwickelt und umgesetzt. Anhand der Versuchsergebnisse k\u00f6nnen nochmals optimierte Designparameter f\u00fcr die Komponenten gewonnen und die Simulation \u00fcberpr\u00fcft werden. Neben diesen technischen Optimierungsma\u00dfnahmen werden die damit verbundenen Auswirkungen auf die Bauteilkosten abgewogen. Basierend auf dieser Vorgehensweise k\u00f6nnen die Daten aus den Systemversuchen mit den Ergebnissen anderer vermessener Systeme verglichen werden. Dadurch lassen sich die Auswirkungen der Optimierungsma\u00dfnahmen genau belegen und sich die Vorteile des entwickelten Systems sowohl aus technologischer als auch aus wirtschaftlicher Sicht darstellen. Zum Abschluss des Projekts liegt der optimierte Prototyp einer Thermosiphon-Solaranlage vor, der dann, nach weiteren Anpassungen an die Produktion, in ein Produkt f\u00fcr die aufstrebenden s\u00fcdlichen Solarm\u00e4rkte umgesetzt werden kann.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Laufe des Projekts konnte am Kompetenzfeld Erneuerbare Energien ein umfangreiches wissenschaftlich fundiertes Verst\u00e4ndnis der Thermosiphon-Solaranlagentechnik aufgebaut werden und zu CitrinSolar transferiert werden.
\nCitrinSolar konnte im Rahmen der Kollektorentwicklung das bereits vorhandene Know-How im Bereich Vollaluminium-Absorber entscheidend erweitern. Zudem konnte Wissen um die Fertigung von Doppelmantelspeichern aufgebaut werden. Das neuerlangte Wissen um Speicher und Kollektor wird den Weg vom Prototyp hin zur Serienfertigung der Thermosiphon-Systeme bedeutend erleichtern.
\nDie Leistungsf\u00e4higkeit des Thermosiphon-Anlagen-Prototyps konnte in den Bauteil- und Systemtests nachgewiesen werden und ist in der Gr\u00f6\u00dfenordnung des Referenzsystems angesiedelt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Die von der DBU gef\u00f6rderten Arbeiten im Themenfeld Thermosiphon-Solaranlagen konnten im Rahmen von zahlreichen nationalen und internationalen Publikationen einem breiten Fachpublikum zug\u00e4nglich gemacht werden.
\nDaneben konnte im Jahr 2010 ein Prototyp der entwickelten Thermosiphon-Solaranlage am Gemeinschaftsstand der DBU im Rahmen der Intersolar M\u00fcnchen vorgestellt werden.<\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das von der DBU gef\u00f6rderte Forschungs- und Entwicklungsprojekt konnte erfolgreich zum Aufbau von Know-How bei CitrinSolar und an der Fachhochschule Ingolstadt genutzt werden. Durch diese Arbeiten und das daraus resultierende Prototyp-Produkt konnte CitirnSolar nachhaltig gest\u00e4rkt und das Produktportfolio um ein f\u00fcr s\u00fcdliche Exportm\u00e4rkte relevanten Baustein erweitert werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
Zielsetzung und Anlass des Vorhabens Deutsche Solartechnik, wie sie in den vergangenen 10 bis 15 Jahren entwickelt wurde, ist f\u00fcr den Einsatz in Mitteleuropa mit seinem temperierten, milden Klima optimiert. Der Trend der Solarthermie in Deutschland wie auch in \u00d6sterreich geht zunehmend zu immer gr\u00f6\u00dferen und komplexeren Anlagen, die nicht nur das Brauchwasser erw\u00e4rmen, sondern […]<\/p>\n","protected":false},"author":0,"featured_media":0,"template":"","meta":{"footnotes":""},"categories":[],"tags":[57,47,51,52,53],"class_list":["post-24470","projektdatenbank","type-projektdatenbank","status-publish","hentry","tag-bayern","tag-klimaschutz","tag-ressourcenschonung","tag-umweltforschung","tag-umwelttechnik"],"meta_box":{"dbu_projektdatenbank_az_ges":"25027\/01","dbu_projektdatenbank_medien":"","dbu_projektdatenbank_pdfdatei":"A-25027.pdf","dbu_projektdatenbank_bsumme":"125.000,00","dbu_projektdatenbank_firma":"CitrinSolar GmbH Energie- und Umwelttechnik","dbu_projektdatenbank_strasse":"B\u00f6hmerwaldstr. 32","dbu_projektdatenbank_plz_str":"85368","dbu_projektdatenbank_ort_str":"Moosburg","dbu_projektdatenbank_p_von":"2007-09-10 00:00:00","dbu_projektdatenbank_p_bis":"2011-07-31 00:00:00","dbu_projektdatenbank_laufzeit":"3 Jahre und 11 Monate","dbu_projektdatenbank_telefon":"(0 87 61) 33 40 29","dbu_projektdatenbank_inet":"www.citrinsolar.de","dbu_projektdatenbank_bundesland":"Bayern","dbu_projektdatenbank_foerderber":"117","dbu_projektdatenbank_ab_bericht":"DBU-Abschlussbericht-AZ-25027.pdf","dbu_projektdatenbank_ist_nachbewilligung_von":"","dbu_projektdatenbank_hat_nachbewilligung":"","dbu_headerimage_cover":"","dbu_submenu":"","dbu_submenu_position":"","dbu_submenu_entry":[]},"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24470","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/types\/projektdatenbank"}],"version-history":[{"count":1,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24470\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":37473,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/projektdatenbank\/24470\/revisions\/37473"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=24470"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=24470"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.dbu.de\/en\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=24470"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}