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

In Abb. 6.1 sind – mit Ausnahme des Deckungsanteils – die Ergebnisse nur für das System
ohne Zirkulationsverluste dargestellt. Der solare Deckungsanteil am Energieverbrauch des
Warmwassersystems ändert sich, weil der Gesamtenergiebedarf durch die Zirkulation steigt.
Die Einbeziehung der Zirkulation wirkt sich auf die anderen in Abb. 6.1 dargestellten Größen
bis zu Kollektorflächen von ca. 250 m 2 nur minimal aus. Selbst bei 500 m 2 Kollektorfläche
betragen die Abweichungen nur ca. 5 %. Eine zusätzliche direkte Integration der
Zirkulation in das Solarsystem würde die Systemkosten erhöhen, bei sehr groß ausgelegten
Systemen aber auch leicht den Nutzungsgrad. Stichproben mit einem so ausgestatteten System
ergaben, dass die Nutzenergiekosten etwas schwächer ansteigen, allerdings erst ab einer
Systemgröße von über 200 m 2 . Der Wärmekostenvorteil beträgt ca. 4 Pf/kWh bei einer
überdimensionierten Anlage mit 500 m 2 . Der prinzipielle Kurvenverlauf ändert sich nicht!
Für die Kosten der solaren Nutzwärme ergibt sich aus den durchgeführten Berechnungen
ein nur schwach ausgeprägtes Minimum, das etwa bei 120-130 m 2 Kollektorfläche liegt. Da
dieses Minimum jedoch sehr flach ist, können geringfügige Änderungen am System oder an
den Betriebsbedingungen seine Lage sehr leicht verschieben. Es ist jedoch sicher so, dass
das Minimum kaum bei tieferen Werten als 50 m 2 und auch nicht bei höheren Werten als
200 m 2 liegen wird. Bei 11 m 3 /d Warmwasserverbrauch heißt dies aber auch, dass bei Anlagen
dieser Größe pro Quadratmeter Kollektorfläche mindestens die Energie für ca. 50 und
höchstens die für etwa 200 Liter Warmwasserverbrauch mit einer Temperaturdifferenz von
ca. 46 K (vgl. unten) als Bedarf vorhanden sein sollte.
Diese Dimensionierung gilt für Systeme mit folgenden Temperaturniveaus im Sommer:
Kaltwassertemperatur: ca. 13-15 °C, Solltemperatur im Nachheizspeicher: ca. 60 °C, Temperaturdifferenz
ca. 46 K. Liegen die Temperaturverhältnisse zum Zeitpunkt der Verbrauchsmessung
anders (vorgeschaltete Vorwärmstufen, andere Solltemperatur im Nachheizspeicher),
so sind die gemessenen Verbrauchswerte umzurechnen. Für das umgerechnete
Auslegungsvolumen gilt die Beziehung:
Auslegungsvolumen = (gemess. Volumen * gemess. Temperaturdifferenz) / 46 [K]
Abweichungen in der Temperaturdifferenz um weniger als 10 % (5 K) müssen nicht besonders
berücksichtigt werden, da die von uns vorgeschlagene Systemdimensionierung (vgl.
unten) eine entsprechende Reserve bis zur Überdimensionierung aufweist.
Benutzt man zur Auslegung den Zapfenergiebedarf, so fließt automatisch die echt vorliegende
Temperaturdifferenz in die Bestimmung der Auslegungsenergie (kWh/d; vgl. unten)
ein. Eine Korrektur wie beim Volumen ist dann nicht notwendig.
Im Programm Solarthermie-2000 (TP 2) wurde als Kompromiss zwischen betriebswirtschaftlichem
Optimum und angemessen hohem Deckungsanteil folgende Auslegung definiert:
70 l täglicher Warmwasserverbrauch (mit = 46 K) pro 1 m² Flachkollektorfläche
Bei abweichendem muss ein gemessenes Volumen umgerechnet werden.
Zusätzliche Bedingung ist, dass der Verbrauch in den sommerlichen Schwachlastzeiten
als Auslegungsverbrauch benutzt wird.
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