- 72 -13 Garantierter <strong>Solar</strong>ertrag und Erfüllung Ertragsgarantie13.1 GarantiewertIn dem Angebot von Buderus von 2001 zur Errichtung der <strong>Solar</strong>anlage wurde für die damalige Anlagenkonfiguration(vor dem Umbau) eine <strong>so</strong>lare Ertragsgarantie von 53.583 kWh/a abgegeben. ZuGrunde lag hierfür der aus den Randbedingungen zum Leistungsverzeichnis festgelegte Wert für denWarmwasserzapfverbrauch von 4,5 m³/d im Jahresdurchschnitt <strong>so</strong>wie die Strahlungsdatei Rügen fürdas Simulationsprogramm T*SOL. Für den angebotenen Kollektor <strong>Solar</strong> Dia<strong>man</strong>t SKS 3.0 w wurdendie vom ISFH in 2001 ermittelten Kollektorkennwerte benutzt. Bei einer Einstrahlung auf die Kollektorflächevon 123.141 kWh/a betrug der garantierte Systemnutzungsgrad 43,5 %.Anhand der Ergebnisse der 1. Messperiode 2002/2003 stellt sich heraus, dass die Anlage nicht den<strong>Solar</strong>ertrag erbrachte, der auf Grund der bei Angebotsabgabe gültigen Kollektorkennwerte zu erwartengewesen wäre. Die Differenz zwischen den Messwerten und der theoretischen Kollektorkennliniewar wesentlich größer, als es einschließlich aller unvermeidbaren Verluste zu erwarten gewesen wäre(siehe Zwischenbericht vom August 2003, /5/), <strong>so</strong> dass, da eine zu geringe Leistung der Kollektorenals Ursache vermutet wurde, 2 Kollektoren zur Nachmessung auf einem Prüfstand Ende 2001 an dasISFH geschickt wurden. Es stellt sich dabei heraus, dass die Kollektorkennwerte von 2001 zu günstiggewesen waren (Tabelle 7), <strong>so</strong>mit der <strong>so</strong>lare Ertrag der Anlage bei Garantieabgabe überschätzt wurde.Kennwerte bei Abgabe derErtragsgarantie 2001Kennwerte aus Schreibenvon <strong>Solar</strong>dia<strong>man</strong>t vom18.01.05 aus NachmessungISFHOpt. Wirkungsgrad 84,6 % 81,6 %LinearerWärmedurchgangskoeffizientQuadratischerWärmedurchgangskoeffizientTabelle 7:3,38 W/(m²*K) 3,86 W/(m²*K)0,0166 W/(m²*K²) 0,0128 W/(m²*K²)Kollektorkennwerte bei Garantieabgabe und Vermessung Kollektor durch IFSHNachrechnungen der <strong>ZfS</strong> zeigten, dass sich bei Anwendung der Kollektorkennwerte von 2001 ein umetwa 9 % zu hoher <strong>Solar</strong>ertrag gegenüber einer Berechnung mit den nachgemessenen Kollektorkennwertenvon 2005 ergibt. Setzt <strong>man</strong> diesen Abschlag von 9 % auf die ursprüngliche <strong>so</strong>lare Ertragsgarantiean, <strong>so</strong> hätten nur 48.900 kWh/a <strong>Solar</strong>ertrag bzw. 39,7 % Systemnutzungsgrad von Buderusgarantiert werden dürfen. Oder anders ausgedrückt: Um den ursprünglichen garantierten <strong>Solar</strong>ertragliefern zu können, hätte die Kollektorfläche etwa 10 m² größer sein müssen. Die Firma Buderussagte zu, diesen Mangel durch die Erweiterung des Kollektorfeldes um etwa 10 m² auszugleichen,was aber auf Grund der beengten Verhältnisse auf dem Dach der Gebäudes „Am Stadtwald„ nichtohne Schwierigkeiten möglich gewesen wäre. Man kam stattdessen überein, eine Ausgleichszahlungvon 4.700 € an den Betreiber „Wohlfahrtseinrichtungen der Hansestadt <strong>Stralsund</strong>“ zu leisten, was inetwa den Baukosten für die Erweiterung des Kollektorfeld um 10 m² entsprach.Obwohl durch die Pönalezahlung von Buderus die Überschätzung des Anlagenertrags auf Grund zugünstiger Kollektorkennwerte und damit in Folge auch die Abgabe einer zu hohen <strong>so</strong>laren Ertragsgarantieausgeglichen wurde, blieb weiterhin die unbefriedigende Situation des insgesamt zu geringengemessenen Ertrages aus dem <strong>Solar</strong>system bestehen. Als Ursache hierfür wurde die ungünstigeSchaltung der Anlage identifiziert (siehe Kap. 5.1).Nach einem Umbau der Anlagenschaltung (Einfügen eines Vorwärmspeichers mit Umschaltung Zirkulationsrücklauf,Abtrennung des Pufferspeichers von den Heizkreisen, Optimierung der Anschlüsse
- 73 -an die Schichtladelanzen im Pufferspeicher) wurde von der <strong>ZfS</strong> unter Anwendung der alten Randbedingungen(Warmwasserverbrauch 4,5 m³/d, Strahlung Rügen, jedoch jetzt mit Umschaltung des Zirkulationsrücklaufes)ein <strong>Solar</strong>ertrag von 45.000 MWh/a prognostiziert. Da die hierfür erforderlichenRechnungen mit dem Simulationsprogramm TRNSYS dazu allerdings sehr kurzfristig und unvalidierterfolgen mussten, konnte von der <strong>ZfS</strong> im Juli 2005 für diese Prognose nur eine Genauigkeit von ±10 % angegeben werden.Nachdem die 2. Messperiode 2007 erfolgreich zu Ende geführt werden konnte, wurde, wie im Programm„<strong>Solar</strong>thermie 2000“ üblich, eine Nachrechnung der <strong>so</strong>laren Ertragserfüllung durchgeführt. ImZuge dieser Berechnungen wurde die Abbildung der Anlage mit TRNSYS von 2001 einer kritischenAnalyse unterzogen. Es zeigte sich, dass an einigen Stellen das TRNSYS-Deck von 2001 den realenBedingungen angepasst werden musste. Es waren diesdie ausgeführte Einbindung der Zirkulationsrücklaufleitung in den Vorwärmspeicher (höher als geplant),die dann auch in der Anlagenabbildung höher gesetzt werden musste,eine Verschmutzung der Kollektoren, was in der TRNSYS-Rechnung durch Reduzierung des optischenWirkungsgrades des Kollektors eta 0 um 2 % von 81,6 auf 80,0 % implementiert wurde,ein verstärkter Windeinfluss gegenüber den Kollektor-Testbedingungen durch Aufstellung des Kollektorfeldesauf dem Flachdach in Seenähe, was in TRNSYS durch Erhöhung des Wärmedurchgangswertedes Kollektors k 1 um 2 % von 3,86 auf 3,937 W/(m²*K) berücksichtigt wurde,<strong>so</strong>wie die Verschattung der Kollektorreihen untereinander und durch Dachaufbauten.Unter Berücksichtigung der o.a. Punkte kann anhand von TRNSYS-Rechnungen nun ein realistischerGarantiewert für den <strong>so</strong>laren Ertrag aus dem <strong>Solar</strong>system (unter Anwendung der Randbedingungen)von 42.950 kWh/a angegeben und als Grundlage für die weiteren Betrachtungen zur Garantieerfüllungverwendet werden. Dies gilt aber immer noch für einen Wasserdurchsatz durch den <strong>so</strong>larenVorwärmspeicher von erwarteten 4,5 m³/h. Dieser Wert wird jedoch nicht erreicht. Der zu erwartendeSystemnutzungsgrad beträgt danach 34,8 %. Durch die Beteiligung von Buderus am Umbau der Anlagedurch Lieferung von neuen Komponenten (Vorwärmspeicher, Pumpen, Station mit Wärmetauscher)betrachten wir die neuerliche Minderung der Ertragsgarantie auf den oben angegebenen Wertals abgegolten, <strong>so</strong> dass wir diesen Wert als den von Buderus gegebenen Garantiewert betrachtenkönnen.13.2 Erfüllung des garantierten <strong>so</strong>laren Ertrages nach dem UmbauDie Bewilligung des Projektträgers PtJ im Rahmen des Programms <strong>Solar</strong>thermie2000plus sieht vor,dass der Bieter für die Installation eines <strong>Solar</strong>systems unter Zugrundelegung der im Leistungsverzeichnisgenannten Randbedingungen (Warmwasserverbrauch, Einstrahlung und Außentemperatur)den Energieertrag aus dem <strong>Solar</strong>system garantiert. Da die Betriebsbedingungen während derMessphase nicht mit den in den Ausschreibungsunterlagen festgelegten Standardbedingungen übereinstimmen,wird der vom Anbieter garantierte Ertrag unter Berücksichtigung der realen Betriebsbedingungenmit Hilfe eines Simulationsprogramms (hier TNSYS) korrigiert. Verschlechterungen derrealen Betriebsbedingungen (z.B. geringerer Warmwasserverbrauch, geringere Einstrahlung) oderVerbesserungen (z.B. höherer Warmwasserverbrauch, höhere Einstrahlung) gegenüber den vorgegebenenWerten werden al<strong>so</strong> dem Anbieter weder angelastet noch gutgeschrieben. UnvermeidlicheBetriebsausfälle, die nicht auf einer fehlerhaften Installation beruhen, werden <strong>so</strong> berücksichtigt, alsseien sie nicht aufgetreten. Im Folgenden wird das Ablaufschema zur Überprüfung der <strong>so</strong>laren Ertragsgarantie(Tabelle 8) mit den wichtigsten Schritten erläutert. Eingesetzt sind hier die letztgültigen(zweimal reduzierten) Garantiewerte des Bieters <strong>so</strong>wie die Messwerte aus dem 2. Messjahr (2007).Das Ergebnis der Garantieerfüllung wird dann in Zeile 7 angegeben.
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Juni 2006- 11 -Zusätzlicher Anschl
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