Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

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9 Betriebsüberwachung von großen thermischen Solaranlagen
Das Betriebsverhalten einer Solaranlage kann nur beurteilt werden, wenn in dem System
eine Mindest-Messtechnik installiert ist. Eine unzureichende Leistung eines Solarsystems
wird ohne Messtechnik nur selten erkannt, weil das konventionelle Heizsystem immer die
vom Verbraucher geforderte Energiemenge bereitstellt und weil die jährlichen Schwankungen
im Energieverbrauch meist so groß sind, dass ein geringer Solarertrag kaum auffällt.
9.1 Planung eines Messprogramms
Bevor ein Messprogramm konzipiert wird, sollte überlegt werden, welcher Umfang für die
betreffende Solaranlage angemessen (oder gewünscht) ist. Die wichtigsten Kriterien sind:
Systemaufbau
Zweck der Messung (mit Folgen für die Genauigkeit der Sensoren und die zeitliche Auflösung
der Messwerte)
Qualifikation des Personals und Zeitaufwand für die Datenerfassung und -auswertung
Kosten für das Messprogramm
Der Systemaufbau ist maßgebend für den Umfang der Messtechnik. Solaranlagen zur reinen
Trinkwassererwärmung mit einem immer direkt vom Zapfvolumen durchströmten
Wärmetauscher haben eine klar definierte Systemgrenze. Je mehr Schnittstellen jedoch die
Solaranlage mit dem konventionellen System hat, desto mehr Funktionen sollten nach unserer
Erfahrung kontrolliert werden.
Vor allem in großen Heizzentralen mit verzweigtem Rohrnetz und oftmals vielen abgesperrten
Bypassleitungen können leicht Fehlfunktionen eintreten, wenn Ventilstellungen verändert
oder Schieber undicht werden. Hier sind daher je nach Einzelfall auch Kontrolleinrichtungen
(z.B. Temperatursensoren) zwischen der Solaranlage und dem konventionellen
Teil zu empfehlen. Für komplexe Anbindungen ist es sehr schwierig, allgemein gültige
Messpositionen anzugeben. Die im Folgenden beschriebenen Anforderungen an Messprogramme
beschränken sich daher weitgehend auf Solarsysteme zur Trinkwassererwärmung.
Im nächsten Schritt sollte der Zweck der Messungen definiert werden. Ob die Messeinrichtungen
beispielsweise für Funktionskontrollen, quantitative Bestimmung der Systemkenngrößen
oder für Demonstrations- und Forschungszwecke benutzt werden, hat wesentlichen
Einfluss auf den erforderlichen Umfang des Messprogramms. Bei Kleinanlagen reicht in der
Regel eine gute Funktionskontrolle aus. Ein Messprogramm für große Solaranlagen sollte
als Mindeststandard die Bestimmung der wichtigsten Systemkenngrößen (vgl. Kap. 9.2)
erlauben. Für detailliertere Untersuchungen können zusätzlich Energiebilanzen einzelner
Solarsystemkomponenten und die Kontrolle der Regelung (bzw. deren dynamisches Verhalten)
etc. aufgenommen werden. Je detaillierter das Messprogramm wird, um so höher sind
die Anforderungen an Genauigkeit der Sensoren und die zeitliche Auflösung der Daten.
Die Anforderungen an die Qualifikation des Personals und der Zeitaufwand für die Bearbeitung
der Messdaten steigen mit der Detaillierung des Messprogramms erheblich an. Steht