Solarzentrum Hamburg - Initiative Arbeit und Klimaschutz
Solarzentrum Hamburg - Initiative Arbeit und Klimaschutz
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Ergebnisse des Monitorings großer<br />
Solaranlagen in <strong>Hamburg</strong><br />
B. Weyres-Borchert<br />
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
DGS, LV <strong>Hamburg</strong>/Schleswig-Holstein<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Projekt der<br />
Solarinitiative Nord<br />
Auftraggeber:<br />
Behörde für Stadtentwicklung<br />
<strong>und</strong> Umwelt<br />
Träger:<br />
Zentrum für Energie,<br />
Wasser <strong>und</strong> Umwelt<br />
ZEWU<br />
Deutsche Gesellschaft<br />
für Sonnenenergie<br />
DGS<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
1. Warum ein Monitoring?<br />
2. Die Anlagen - Ergebnisse<br />
3. Erfahrungen<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Warum ein Monitoring?<br />
• Erfahrungen haben gezeigt, dass Mehrzahl von Anlagen nicht oder nur<br />
ungenügend messtechnisch ausgestattet sind<br />
• Ohne Minimalausstattung an Messtechnik keine Aussagen über<br />
Anlagenbetrieb möglich (Funktions- <strong>und</strong> Ertragskontrolle)<br />
• Minimierung des technischen Risikos für den Betreiber/ Investor<br />
• Frühzeitige Erkennung von Produkt-, Installations- oder/<strong>und</strong><br />
Planungsmängeln<br />
• keine Verschwendung von Steuergeldern (Fördermittel)<br />
� Qualitätssicherung in Bezug auf Planung <strong>und</strong> Ausführung<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Gemessene Solarkreiserträge Berliner Anlagen<br />
kWh/m²a<br />
600<br />
500<br />
400<br />
300<br />
200<br />
100<br />
0<br />
<strong>Hamburg</strong>er Garantiewert 400 kWh/m²a<br />
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Einflussgrößen auf den Solarertrag<br />
Warmwasserverbrauch<br />
Speichergröße<br />
Regelung<br />
Pufferentladung<br />
Einstrahlung<br />
Auslastung<br />
Wärmetauscher<br />
Systemkonfiguration<br />
Kollektorleistung<br />
Volumenstrom Sek<strong>und</strong>ärkreis Volumenstrom Solarkreis<br />
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Armaturen<br />
Kollektorfläche<br />
Fühlerpositionierung
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Solarkreisertrag<br />
[kWh/m²a]<br />
500<br />
450<br />
400<br />
350<br />
300<br />
250<br />
200<br />
20 40 60 80 100<br />
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Auslastung<br />
[Liter/m²]
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
rel. Abweichung spez. Ertrag<br />
15%<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
-5%<br />
-10%<br />
-15%<br />
-20%<br />
Auswirkung der Änderung des WW-Verbrauchs auf den<br />
spez. Solarkreisertrag<br />
-30% -15% 0% 15% 30%<br />
rel. Abweichung WW-Verbrauch<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
rel. Abweichung<br />
spez. Ertrag<br />
10%<br />
5%<br />
0%<br />
-5%<br />
-10%<br />
Auswirkung der Änderung der Einstrahlung auf den<br />
spez. Solarkreisertrag<br />
-10% -5% 0% 5% 10%<br />
rel. Abweichung Einstrahlung<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
T*SOL Polysun Getsolar<br />
Legionellenschaltung nicht vergessen!<br />
(mit Polysun <strong>und</strong> Getsolar nicht möglich)<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Messung Solarkreisertrag<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Messung Warmwasserverbrauch<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Anlagen im Monitoring – Übersicht Stand März 2007<br />
Nr. Straße PLZ KF Puffersp. Bereitschaftssp.<br />
1 Rauchschwalbenweg 25 22147 42,6 2.000 -<br />
2 Am Luisenhof 1 22159 30,4 3.600 400/700<br />
3 Mahlhaus 3 22159 30,4 3.600 400/700<br />
4 Bramfelder Weg 46 22159 30,4 3.600 400/700<br />
5 Swebenbrunnen 29 22159 30,4 3.600 400/700<br />
6 August-Krogmann-Str. 35 22159 30,4 3.600 400/700<br />
7 August-Krogmann-Str. 45 22159 30,4 3.600 400/700<br />
8 August-Krogmann-Str. 59 22159 30,4 3.600 400/700<br />
9 Hufnerstr. 5 22083 94,7 4.000 1.000<br />
10 Kiwittsmoor 36-40 22417 100 3.000 1.800<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Anlagen im Monitoring – Übersicht Stand März 2007<br />
- in Vorbereitung -<br />
Nr. Straße PLZ KF Puffersp. Bereitschaftssp.<br />
11 Swebenbrunnen 15 22159 30,4 3.600 400/700<br />
12 Bramfelder Weg 36 22159 30,4 3.600 400/700<br />
13 Hafencity, Kaiserkai, BF2 20457 50,0 1 6.000 350<br />
14 Hafencity, Kaiserkai, BF2, H 2,3,4 20457 30,4 1 3.600 400/700<br />
15 Hafencity, Kaiserkai, BF2, H 6,7 20457 30,4 1 3.600 400/700<br />
16 Kleine Freiheit 46-52 22767 30,1 4.000 1125<br />
17 Neuengammer Hausdeich 21039 30,0 1.800 450<br />
18 Bernhard-Nocht-Str. 101-103 20359 54 6.000 4.500<br />
1 Vakuumröhrenkollektoren<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
1. Rauchschwalbenweg 25, 22147 <strong>Hamburg</strong><br />
• 42 m² Flachkollektoren (BUSO)<br />
• 2 x 1.000 Liter Pufferspeicher<br />
• Solarthermische Anlage<br />
mit Heizungsunterstützung<br />
• Trinkwassererwärmung mit<br />
Frischwasserstation<br />
• Datenaufzeichnung<br />
durch Betreiber<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Schaltschema<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Erträge Jan 05-Dez 05 Erträge Jan 06-Nov 06<br />
Summe 412 kWh/m² Jahr Summe 281 kWh/m² Jahr<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
Jan<br />
05<br />
Feb<br />
05<br />
Mrz<br />
05<br />
Apr<br />
05<br />
Mai<br />
05<br />
Jun<br />
05<br />
Jul<br />
05<br />
Aug<br />
05<br />
gemessen berechnet<br />
Sep<br />
05<br />
Okt<br />
05<br />
Nov<br />
05<br />
Dez<br />
05<br />
Globalstrahlung<br />
2005: 1025 kWh/m²a 2006: 981 kWh/m²a<br />
3500<br />
3000<br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
500<br />
0<br />
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Jan<br />
06<br />
Feb<br />
06<br />
Mrz<br />
06<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Jun<br />
06<br />
Jul<br />
06<br />
Aug<br />
06<br />
gemessen berechnet<br />
Sep<br />
06<br />
Okt<br />
06<br />
Nov<br />
06
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Tage mit Stagnation (T Koll = 140°C)<br />
Juni 2006: 9 Juli 2006: 28<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
00:06:50<br />
10:11:00<br />
07:32:00<br />
14:58:20<br />
16:14:20<br />
15:00:00<br />
14:51:50<br />
Sens1 Kollektor<br />
10:33:20<br />
23:50:30<br />
12:23:10<br />
09:10:30<br />
10:42:50<br />
07:14:50<br />
18:32:10<br />
17:42:10<br />
10:06:20<br />
16:17:00<br />
13:54:30<br />
15:40:40<br />
Sens1 Kollektor<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
160<br />
140<br />
120<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
00:12:10<br />
09:57:30<br />
00:59:40<br />
07:29:40<br />
08:00:20<br />
22:20:20<br />
09:26:30<br />
11:17:40<br />
15:17:40<br />
Ursache: Luft im Solarkreis !<br />
08:24:30<br />
16:43:50<br />
09:02:50<br />
11:34:30<br />
11:01:40<br />
10:25:00<br />
00:32:00<br />
03:08:40<br />
21:18:10<br />
19:05:50
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
2. Mietergenossenschaft Gartenstadt Farmsen<br />
• 30,4 m² Flachkollektoren Wagner LB<br />
• 2 x 800 Liter Pufferspeicher<br />
• 400 Liter Vorwärm- <strong>und</strong><br />
700 Liter Bereitschaftsspeicher<br />
• Solarthermische Anlage<br />
zur Warmwasserbereitung<br />
• Warmwasserbedarf (berechnet):<br />
1.500 Liter (50°C) pro Tag<br />
• Datenaufzeichnung mit SunControl<br />
Am Luisenhof 1<br />
Mahlhaus 3<br />
Bramfelder Weg 46<br />
Swebenbrunnen 29<br />
August-Krogmann-Str. 35,45,59<br />
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4.4–74
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
SunControl (Ing.-Büro Brennpunkt, Berlin)<br />
- Wasserzähler QN 2,5 Klasse B mit Impulsausgang (1 Impuls/l) zur Erfassung<br />
des Warmwasserverbrauchs<br />
- Wärmemengenzähler geeicht QN 2,5 Klasse B zur Erfassung des solaren<br />
Ertrags, M-Bus fähig<br />
- Impulssammler M-Bus fähig<br />
- Datenlogger, M-Bus fähig zur Erfassung der relevanten Daten wie Energie,<br />
Volumen, Leistung, Durchfluss, Vor- <strong>und</strong> Rücklauftemperatur. Meßintervall Min.<br />
5 min., Datenbereitstellung via Terminalprogramm Hyperterminal (MS Windows<br />
Standard) zur Weiterverarbeitung in EXCEL. Speichertiefe Minimum 4 Wochen.<br />
- Analogmodem mit Standard COM-Schnittstelle passend zu oben genannten<br />
Datenlogger<br />
- Software zum automatischen tägl. Auslesen der geloggten Daten<br />
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4.4–74
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Solarkreiserträge [kWh/m²Zeitraum]<br />
Zeitraum gemessen berechnet²<br />
Luisenhof 1 Nov 05-Okt 06 390 456(409)<br />
Mahlhaus 3 Dez 05-Nov 06 326<br />
Swebenbrunnen 29 Jan 06-Dez 06 380<br />
August-Krogmann-Str. 35 Apr 06-Mrz 07 409<br />
August-Krogmann-Str. 45 Mrz 06-Feb 07 374<br />
August-Krogmann-Str. 59 Apr 06-Mrz 07 406<br />
²in Klammern korrigierter Wert (Legionellenschaltung)<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Anlagenschema<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Am Luisenhof 1 - Solarkreisertrag<br />
Monitoringzeitraum: Nov 05 – Okt 06 (12 Mon)<br />
Gemessen: 390 kWh/m²a<br />
Berechnet: 409 kWh/m²a<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Nov<br />
05<br />
Dez<br />
05<br />
Jan<br />
06<br />
Feb<br />
06<br />
Mrz<br />
06<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Jun<br />
06<br />
gemessen simuliert<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
Jul<br />
06<br />
Aug<br />
06<br />
Sep<br />
06<br />
Okt<br />
06
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Am Luisenhof 1 - Globalstrahlung<br />
Globalstrahlung [kWh/m²Monat]<br />
250<br />
200<br />
150<br />
100<br />
50<br />
0<br />
Nov<br />
05<br />
Gemessen: 997 kWh/m²a (DWD)<br />
Berechnet: 950 kWh/m²a (T*SOL)<br />
Dez<br />
05<br />
Jan<br />
06<br />
Feb<br />
06<br />
Mrz<br />
06<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Messung Simulation<br />
Jun<br />
06<br />
Jul<br />
06<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
Aug<br />
06<br />
Sep<br />
06<br />
Okt<br />
06
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Mahlhaus 3: WW-Verbrauch<br />
Messung Berechnung<br />
WW-Verbrauch: 1.055 l/Tag 1.643 l/Tag<br />
Auslastung: 36 l/m² 54 l/m²<br />
-> korrigierter Solarkreisertrag: 339 kWh/m²a!<br />
2.000<br />
1.500<br />
1.000<br />
500<br />
0<br />
Dez<br />
05<br />
Jan<br />
06<br />
Feb<br />
06<br />
Mrz<br />
06<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Jun<br />
06<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
Jul<br />
06<br />
gemessen berechnet<br />
Aug<br />
06<br />
Sep<br />
06<br />
Okt<br />
06<br />
Nov<br />
06
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Mahlhaus September 2006<br />
Pufferentladung<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Mahlhaus September 2006<br />
Pufferentladung Rücklauftemperatur<br />
Pufferentladung Durchfluss<br />
URSACHE: MAG zu klein<br />
FOLGE:<br />
- Unterdruck Pufferspeicher<br />
−> Luft, keine Pufferentladung<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
2500<br />
2000<br />
1500<br />
1000<br />
Anlagenerträge [kWh/Monat] im Vergleich<br />
500<br />
0<br />
Mrz<br />
06<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Jun<br />
06<br />
Jul<br />
06<br />
Aug<br />
06<br />
Sep<br />
06<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
Okt<br />
06<br />
Nov<br />
06<br />
Dez<br />
06<br />
Jan<br />
07<br />
Feb<br />
07<br />
Am Luisenhof 1<br />
Mahlhaus 3<br />
Swebenbrunnen 29<br />
August Krogmann 35<br />
August Krogmann 45<br />
August Krogmann 59
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
3. Hufnerstr. 5<br />
• 94,7 m² Flachkollektoren Solar Roof FDK AR<br />
• 5 x 800 Liter Pufferspeicher<br />
• 1.000 Liter Vorwärm- <strong>und</strong><br />
2 x 1.000 Liter Bereitschaftsspeicher<br />
• Solarthermische Anlage<br />
zur Warmwasserbereitung<br />
• Warmwasserbedarf (berechnet):<br />
4.200 Liter (60°C) pro Tag (1. Ausbaustufe)<br />
• Datenaufzeichnung mit SunControl<br />
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Entlüftung<br />
Solar Roof SW Kollektorfeld<br />
7 Elemente 7,95 (7,35) x 2,188 m<br />
Ein Element mit Blindfläche wegen<br />
Beschattung<br />
Wirksame Kollektorfläche: 94,72 qm<br />
Bruttokollektorfläche: 104,72 qm<br />
Vorlauf Rücklauf<br />
Entlüftung<br />
Entlüftung Entlüftung<br />
15346<br />
2188<br />
4<br />
7350<br />
180<br />
7950
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Schaltschema<br />
Nachheizspeicher<br />
ZR WW<br />
KW<br />
Solarpuffer Vorwärmspeicher<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
T9<br />
Schaltschema<br />
WMZ<br />
T1<br />
Solarstation DN32<br />
T6<br />
P1/A1<br />
E10<br />
P2/A2<br />
Durchflussm.<br />
WMZ<br />
<strong>Hamburg</strong>er<br />
Progr.<br />
Kollektorfeld<br />
Auffanggefäß<br />
für<br />
Solarflüssigkeit<br />
Solarregler System 1251<br />
SUNGO<br />
T5<br />
Parallelschaltung der Speicher:<br />
mittig symmetrisch<br />
Nachrang 2x<br />
Pufferspeicher<br />
RATIO HP 800<br />
A B<br />
V1.1/A4<br />
AB<br />
A<br />
V1.2/A4<br />
AB B<br />
T3<br />
T2<br />
Vorrang 3x<br />
Pufferspeicher<br />
RATIO HP 800<br />
Parallelschaltung der Speicher:<br />
nach Tichelmann, bes. auf<br />
Formstücke achten!<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de<br />
MAG<br />
Pufferentladegruppe<br />
P3<br />
P4<br />
A3<br />
Heizungsregelung<br />
Trinkwasser-<br />
Vorwärmspeicher<br />
RET1000<br />
T7<br />
T8<br />
P5<br />
PZirk<br />
Zähler Qn10<br />
<strong>Hamburg</strong>er<br />
Progr.<br />
Zirkulation<br />
T4<br />
Warmwasser<br />
AB<br />
A<br />
B<br />
A6<br />
VZ<br />
Vorlauf Nachheizung<br />
Rücklauf Nachheizung<br />
Warmwasser-<br />
Bereitschaftsspeicher<br />
(bauseits)<br />
230 V~<br />
P6<br />
Bie Aktivierung von<br />
Vleg mussP6 (z.B.<br />
über Relais) in Betrieb<br />
gesetzt werden<br />
AB VLeg<br />
B A<br />
A5<br />
Kaltwasser
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Hufnerstr. 5: Solarkreisertrag<br />
Monitoringzeitraum: Apr 06 – Nov 06 (8Mon)<br />
Gemessen: 319 kWh/m²a<br />
Berechnet: 374 kWh/m²a<br />
70<br />
60<br />
50<br />
40<br />
30<br />
20<br />
10<br />
0<br />
Apr<br />
06<br />
Mai<br />
06<br />
Jun<br />
06<br />
Jul<br />
06<br />
Aug<br />
06<br />
Sep<br />
06<br />
gemessen berechnet<br />
Okt<br />
06<br />
Nov<br />
06<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Hufnerstr. 5: Warmwasserverbrauch<br />
Gemessen: 3.156 Liter/Tag (Schwachlastperiode)<br />
-> geringe Auslastung: 31 l/Tag<br />
5.000<br />
4.000<br />
3.000<br />
2.000<br />
1.000<br />
0<br />
Apr 06 Mai 06 Jun 06 Jul 06 Aug 06 Sep 06 Okt 06<br />
gemessen<br />
info@solarzentrum-hamburg.de www.solarzentrum-hamburg.de
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Hufnerstr. 5<br />
Pufferentladung<br />
Vorlauftemperatur<br />
Ursachen:<br />
- Fehlfunktion<br />
Dreiwegeventile<br />
- WMZ im Pufferkreis<br />
zu geringe Nennweite<br />
-> Nenndurchfluss<br />
zu gering!<br />
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Juni 06<br />
Juli 06
SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
4. Kiwittsmoor 36-40 (Studentenwohnheim)<br />
• 100 m² Flachkollektoren VIESSMANN Vitosol 100<br />
• 2 x 1.500 Liter Pufferspeicher<br />
• 800 Liter Vorwärm- <strong>und</strong><br />
1.800 Liter Bereitschaftsspeicher<br />
• Solarthermische Anlage<br />
zur Warmwasserbereitung<br />
• Warmwasserbedarf (berechnet):<br />
9.000 Liter (60°C) pro Tag<br />
• Datenaufzeichnung mit SunControl<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Kiwittsmoor 36-40<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Schaltschema<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Kiwittsmoor: Solarkreisertrag<br />
Monitoringzeitraum: Mrz 06 – Nov 06 (9Mon)<br />
Gemessen: 356 kWh/m²a<br />
Berechnet: 510 kWh/m²a<br />
100<br />
80<br />
60<br />
40<br />
20<br />
0<br />
Mrz 06 Apr 06 Mai 06 Jun 06 Jul 06 Aug 06 Sep 06 Okt 06 Nov 06<br />
Messung Berechnung<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Kiwittsmoor: Solarkreisertrag<br />
Bef<strong>und</strong>: Trotz hoher Warmwasserlast<br />
hohe Speichertemperaturen<br />
Mögliche<br />
Fehlerquellen:<br />
- Hydraulik<br />
- Nachheizung<br />
-Armaturen<br />
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SolarZentrum <strong>Hamburg</strong><br />
Bisherige Erfahrungen <strong>und</strong> Ausblick<br />
• Monitoring trägt zur Qualitätssicherung bei<br />
• Voraussetzungen:<br />
- Sorgfältige Anlagensimulation<br />
- Frühzeitige Absprache zur Messtechnik<br />
- Installation der Messtechnik nach Vorgaben<br />
• Optimierung der Informationsflüsse<br />
• Neue Ertragskontrollverfahren (IOC)<br />
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Vielen Dank für<br />
Ihre Aufmerksamkeit !<br />
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