Download PDF Testbericht Ikasol Indachkollektor - WP - Energie
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KTB Nr.: 2011-10<strong>Testbericht</strong> zur Messung nachEN 12975-1,2:2006Report of measurement according toEN 12975-1,2:2006für/for: Ikarus Solarsysteme GmbH , DeutschlandKollektorbezeichnung/brand name:<strong>Ikasol</strong> 2.08Ausstellungsdatum/date of issue:3rd May 2011Fraunhofer-Institut für Solare <strong>Energie</strong>systeme ISEHeidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyT +49 (0)761-4588-5354F +49 (0)761-4588-9000testlab-sts@ise.fraunhofer.dewww.kollektortest.deAkkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005Accredited according to DIN EN ISO/IEC 17025:2005Registriernummer:DAP-PL-3926.00
Contents1 Überblick - Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41.1 Vorbemerkung - Preliminary remark . . . . . . . . . . . . . . . 41.2 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurements . . . 41.3 Zusammenfassung -Summary statement . . . . . . . . . . . . 42 Hersteller/Anbieter - Manufacturer/Provider . . . . . . . . . . . . . . 53 Beschreibung des Kollektors - Description of the collector . . . . . 64 Fotografie des Kollektors - Photography of the collector . . . . . . . 95 Dokumentation des Kollektors - Documentation of the collector . . 105.1 Typenschild - Type plate . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105.2 Installationsanleitung - Installation guidelines . . . . . . . . . . 115.3 Konstruktionszeichnungen - Constructional drawings . . . . . 126 Wareneingangskontrolle - Incoming Inspection . . . . . . . . . . . . 137 Innendruckprüfung des Absorbers - Internal pressure test . . . . . 138 Expositionsprüfung - Exposure test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 149 Äußere Temperaturwechselprüfung - External thermal shock test . 1710 Innere Temperaturwechselprüfung - Internal thermal shock tests . 1811 Prüfung auf eindringendes Regenwasser - Rain penetration test . 1912 Prüfung der Frostbeständigkeit -Freeze resistance test . . . . . . . 2013 Mechanische Belastungprüfung - Mechanical load test . . . . . . . 2114 Leistungsermittlung - Performance measurement . . . . . . . . . . 2314.1 Berechnungsverfahren - Calculation method . . . . . . . . . . 2314.2 Schematische Darstellung des Prüfkreislaufes - Schematic ofthe testing loop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2414.3 Leistungsmessung - Measurement of power output . . . . . . 2514.4 Winkelkorrekturfaktor - Incidence angle modifier (IAM) . . . . 2714.5 Effektive Wärmekapazität - Effective thermal capacity . . . . . 2715 Maximale Stagnationstemperatur - max. stagnation temperature . 282
16 Endkontrolle - Final inspection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2917 Anmerkung zum Prüfbericht - Annotation to the test report . . . . . 30KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 3 of 30
1 Überblick - Overview1.1 Vorbemerkung - Preliminary remarkDie Messungen wurden nach EN 12975-1,2:2006 durchgeführt.The measurements have been performed according to EN 12975-1,2:2006.Die Messungen wurden unter Einhaltung der SolarKeymark SchemeRules (Version 10.07 vom Februar 2009) durchgeführt.The measurements have been performed in accordance withthe SolarKeymark scheme rules (version 10.07 of February 2009)1.2 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurementsPositionItemAnlieferungDeliveryInnendruckprüfung des AbsorbersInternal pressure testHochtemperaturbeständigkeitsprüfungHigh temperature resistance testExpositionsprüfungExposure test1. Äußere Temperaturwechselprüfung1st external thermal shock test2. Äußere Temperaturwechselprüfung2nd external thermal shock test1. Innere Temperaturwechselprüfung1st internal thermal shock test2. Innere Temperaturwechselprüfung2nd internal thermal shock testPrüfung auf eindringendes RegenwasserRain penetration testPrüfung der FrostbeständigkeitFreeze resistance testMechanische BelastungsprüfungMechanical load testStagnationstemperaturStagnation temperatureEndkontrolleFinal inspectionDokumentation des KollektorsDocumentation of the collectorLeistungsparameter undWinkelkorrekturfaktorPerformance parametersand incidence angle modifierEffektive thermische KapazitätEffective thermal capacityDatumSatusStatus01.08.2009 in Ordnungokay13.08.2009 in Ordnungokay24.08.2009 in Ordnungokay14.08.2009 - 20.10.2009 in Ordnungokay19.08.2009 in Ordnungokay07.10.2009 in Ordnungokay18.08.2009 in Ordnungokay29.09.2009 in Ordnungokay19.10.2009 in Ordnungokaynicht erforderlichnot relevant20.10.2009 in Ordnungokay24.08.2009 193 ◦ C193 ◦ C27.10.2009 in Ordnungokaygeprüftcheckedunvollständigincomplete19.08.2009 - 20.08.2009 abgeschlossendoneberechnetdeterminedabgeschlossendone1.3 Zusammenfassung -Summary statementWährend der Messungen trat kein Fehler nach EN12975-1,2:2006 auf.No failure according to EN12975-1,2:2006 occured while performing themeasurements.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Page 4 of 30Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, Germany
2 Hersteller/Anbieter - Manufacturer/ProviderHersteller/Anbieter - Manufacturer/ProviderIkarus Solarsysteme GmbHDieselstr. 4587437 KemptenDeutschlandKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 5 of 30
3 Beschreibung des Kollektors - Description of the collectorAllgemeines - PrefaceKollektortyp:Collector technology:Ident.-Nr.-Funktionsprüfungen:Ident-no.-function tests:Ident.-Nr.-Leistungsprüfung:Ident-no.-efficiency tests:FlachkollektorFlate plate collector222-KT-97-004-082009222-KT-97-005-082009Absorber - AbsorberAbsorberfläche [L x B]Absorber area [l x w]Stärke des Absorberblechs:Thickness of the absorber plateWerkstoff des Absorberblechs:Material of the absorber plate:Absorberbeschichtung:Kind of absorber coating:Absorptionsgrad, αAbsorption coefficientEmissionsgrad, εEmission coefficientHydraulische Anordnung:Hydraulic designAnzal der Steigrohre:Number of riser tubes:Außendurchmesser der Steigrohre:Outer diameter of riser tubes:Wandstärke der Steigrohre:Thickness of the wall of riser tubes:Länge der Steigrohre:Length of riser tubesWerkstoff der Steigrohre:Material of riser tubesAbstand zwischen den Fluidkanälen:Distance between the fluid chanalsAußendurchmesser der Sammelrohre:Outer diameter of manifold tubeWandstärke der Sammelrohre:Thickness of the wall of manifold tubes1,885 m x 0,936 m = 1,764 m 2 *0,25 mm *Aluminium *AluminiumMirotherm *Mirotherm95 ± 1 % *5 ± 1 % *Doppel-Harfe *double-harp *8 *8 mm *0,45 mm *1862 mm *Kupfer *copper *108 mm *22 mm *1,3 mm *KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 6 of 30
Länge der Sammelrohre:Length of manifold tubesWerkstoff der Sammelrohre:Material of manifold tubes936 mm *Kupfer *copper *Abdeckung - CoverAperturfläche [L x B]:Aperture area [l x w]Anzahl der Abdeckungen:Number of coversWerkstoff der Abdeckung:Material of the coverDicke der Abdeckung:Thickness of the coverTransmission der Abdeckung:Transmission coefficient of the cover1,932 m x 0,938 m = 1,812 m 21 *ESG, AR-Beschichtet *ESG, AR-Coated *4 mm *90,7 ± 1 % *Wärmeträger - Heat transfer fluidTyp:TypeSpezifikationen (Additive usw.):SpecificationPropylenglycol *propylene-glycole *Staub + Co; Solarliquid L *Staub + Co; Solarliquid L *Gehäuse - CasingGehäusewerkstoff:Material of the casingBruttofläche:Total areaTiefe:DepthDichtungsmaterial:Sealing materialHolz *wood2,100 m x 0,990 m = 2,079 m 2 *120 mm *EPDM *EPDM *Wärmedämmung - Thermal insulationDicke der Wärmedämmung hinten:Thickness of the backside insulationDicke der Wärmedämmung seitlich:Thickness of the sidewise insulationMaterial der Wärmedämmung:Material of insulation50 mm *0 mm *Mineralwolle *mineral wool *KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 7 of 30
Grenzwerte - LimitationsMaximale Betriebstemperatur:Max. service temperature 130 ◦ C *Maximaler Betriebsdruck:Max. operation pressureMaximale Windlast:Max. wind loadEmpfohlener Anstellwinkel:Recommended tilt angleEmpfohlener Volumenstrom:Recommended flow range600 kPa *150 km/h *27 - 70 ◦25 l/m 2 h *Kollektorbefestigung - Collector mountingFlachdach - Aufständerung:Flat roof - angular rackGeneigtes Dach - Aufdach:Sloped roof - on roofGeneigtes Dach - Indach:Sloped roof - integrated in roofFassade:Facade--+-* = Herstellerangabe - Manufacturers specificationKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 8 of 30
4 Fotografie des Kollektors - Photography of the collectorFigure 1: Foto des Kollektors - Photography of the collector <strong>Ikasol</strong> 2.08KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 9 of 30
5 Dokumentation des Kollektors - Documentation of the collector5.1 Typenschild - Type plateHinweis: Das Typenschild des Kollektors wurde auf Übereinstimmungmit den nach EN 12975-1,Kap 7.2 geforderten Angabenüberprüft.Annotation: The type plate of the collector was checked for conformitywith the requirements given in EN 12975-1,Chap. 7.2.PositionItemHerstellerManufacturerKollektorbezeichnungBrand nameSeriennummerSerial numberHerstellungsjahrYear of productionBruttofläche [L x B]Cross area [l x w]max. BetriebsdruckMax. operating pressureStagnationstemperatur beiStagnation temperature atG glob = 1000W/m 2 ,t amb = 30 ◦ CAbsorbervolumenVolume of absorberLeergewichtWeight (empty)Hergestellt inMade inAngabeSpecificationIkarus +<strong>Ikasol</strong> 2.08 +14 +2009 +2100 x 990 +600 kPa +190 ◦ C +1,6 l +40 kg +Deutschland +StatusStatus(+) = in Ordnung - okay(-) = unzureichend - not sufficientKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 10 of 30
5.2 Installationsanleitung - Installation guidelinesHinweis: Die Installationsanleitung des Kollektors wurde auf Übereinstimmungmit den nach EN 12975-1,Kap 7.3 geforderten Angabenüberprüft.Annotation: The installation guidlines were checked for conformity withthe requirements given in EN 12975-1,Chap. 7.3.PositionItemMaße und Gewicht des Kollektors+Dimensions and weight of the collectorBeschreibung des Montageverfahrens+Description of mountingEmpfehlung zum Blitzschutz+Recommendation on lightning protectionAnweisung zur Verbindung der Kollektoren untereinanderund für den Anschluss eines Kollektorfeldesan den Wärmeträgerkreislauf, sowie die Maßefür Rohranschlüsse bei Kollektorgruppen bis 20m 2Instructions about the coupling of the collectors to one+another and the connection of the collector field to theheat transfer circuit, including dimensions of pipeconnections for collector arrays up to 20 m 2Empfehlungen hinsichtlich der verwendbarenWärmeträgermedien, sowie Vorsichtsmaßnahmenbeim Füllen, Betrieb und Wartung.Recommendations about the heat transfer media+which may be used and precautions to be taken duringfilling, operation and service.Max. Betriebsdruck +Max. operating pressureDruckabfall -Pressure lossesMax. und min. Neigungswinkel +Max. and min. mounting angleMax. Wind und Schneelast +Max. wind or snow loadWartungsanforderungen -Requirements for maintainance(+) = in Ordnung - okay(-) = unzureichend - not sufficientHinweis: Die gesamte Dokumentation des Kollektors ist demVerbraucher in seiner Landessprache zur Verfügung zustellen.Annotation: Documentation concerning personal safety, maintenance andhandling of the product shall be made available to the customer in hisnational languageStatusStatusKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 11 of 30
5.3 Konstruktionszeichnungen - Constructional drawingsBaugruppeAssemblyKollektorCollectorAbsorberabsorberRahmenFrameTransparente Abdeckungtransparent coverZeichnungsnummerDrawing numberIKA 991 +IKA 3 +IKA 5, IKA 1 +IKA 4 +StatusStatusKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 12 of 30
6 Wareneingangskontrolle - Incoming InspectionEine Wareneingangskontrolle wurde durchgeführt.Der Kollektor <strong>Ikasol</strong> 2.08 wies keine Beschädigungen auf.An incoming inspection was performed. No damages were detectedat the collector <strong>Ikasol</strong> 2.08 .7 Innendruckprüfung des Absorbers - Internal pressure testPrüfbedingungen:Test conditions:Max. Betriebsdruck:Max. pressure:Prüftemperatur:Testing temperature:Prüfdruck:Testing pressure:Prüfdauer:Testing duration:600 kPa27 ◦ C900 kPa15 minErgebnis - Result:Während und nach dem Test konnten keine Undichtigkeiten,Ausbauchungen und Verwindungen festgestellt werden.During and after the test no leakage, swelling or distortion was observed ormeasured.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 13 of 30
8 Expositionsprüfung - Exposure testDer Kollektoranstellwinkel betrug 45 ◦ , die Kollektorausrichtung Süden.Tabelle 2 zeigt die Daten aller Testtage der Expositionsprüfung.The collector tilt angle was 45 ◦ facing south. Table 2 shows all test days ofthe exposure test.Ergebnis - Result:Die Anzahl der Testtage, an denen die Einstrahlungssumme größer14 MJ/m 2 d gemessen wurde, betrug 41 Tage. Die Summe derZeitabschnitte, bei denen die Einstrahlung G höher als 850 W/m 2 unddie Umgebungstemperatur t a über 10 ◦ C lag, betrug 110 Stunden.The number of days when the daily global irradiance was more than14 MJ/m 2 d was 41 . The periods when the global irradiance G washigher than 850 W/m 2 and the ambient air temperature t awas higher than 10 ◦ C was 110 h.Die Bewertung findet in Kapitel 16 "Endkontrolle" statt.The evaluation is described in the chapter 16 "Final inspection".H: Tägliche EinstrahlungssummeSum of daily global irradiationgültiger Abschnitt: Abschnitt, wenn die Einstrahlung G höher als 850 W/m 2 unddie Umgebungslufttemperatur t a höher als 10 ◦ C warvalid period: Periods when the global irradiance G is higherthan 850 W/m 2 and the ambient air temperaturet a is higher than 10 ◦ Ct a :UmgebungslufttemperaturAmbient air temperatureRegen:Tägliche Regenmenge [mm]rain:Daily rain [mm]Date H valid period t a rain[MJ/m 2 ] [h] [ ◦ C] [mm]14.8.2009 18,90 1,70 20,50 0,0015.8.2009 26,70 3,80 23,50 0,0016.8.2009 24,40 1,90 26,60 0,0017.8.2009 21,90 1,60 27,20 0,0018.8.2009 26,10 3,80 23,00 0,0019.8.2009 25,50 3,20 25,50 0,0020.8.2009 25,10 3,20 28,70 0,0021.8.2009 11,80 1,50 23,00 0,0022.8.2009 20,70 2,50 19,10 0,0023.8.2009 27,10 4,00 21,60 0,0024.8.2009 26,10 3,80 24,90 0,0025.8.2009 17,20 3,50 22,10 29,0026.8.2009 21,90 3,40 23,20 1,0027.8.2009 27,00 4,10 24,60 0,0028.8.2009 9,50 0,50 21,40 0,0029.8.2009 24,00 3,30 17,60 0,0030.8.2009 27,50 4,30 16,90 0,00KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 14 of 30
31.8.2009 27,20 4,30 20,00 0,001.9.2009 21,80 3,70 23,90 0,002.9.2009 8,80 0,00 20,60 5,003.9.2009 8,30 0,00 19,20 1,004.9.2009 6,70 0,00 15,80 0,005.9.2009 16,40 1,10 14,40 0,0007.09.09 21,50 1,70 17,20 0,008.9.2009 25,40 3,70 19,10 9,009.9.2009 25,70 4,00 19,00 0,0010.9.2009 22,60 3,30 17,70 0,0011.9.2009 16,00 0,60 16,10 0,0012.09.09 18,80 1,60 16,10 0,0013.09.09 26,10 4,10 14,70 0,0014.09.09 10,90 0,50 12,40 0,0015.09.09 12,80 1,80 11,70 0,0016.09.09 5,60 0,00 14,90 4,0017.09.09 4,00 0,00 16,10 9,0018.09.09 8,20 0,00 16,60 0,0019.09.09 7,50 0,00 17,70 0,0020.09.09 12,00 0,00 18,30 0,0021.09.09 9,50 0,00 16,50 0,0022.09.09 14,70 0,90 18,00 0,0023.09.09 20,30 2,20 18,80 0,0024.09.09 19,30 1,30 17,40 0,0025.09.09 14,00 1,50 16,20 0,0026.09.09 23,00 3,20 15,10 0,0027.09.09 23,20 3,00 16,60 0,0028.09.09 22,60 2,60 16,60 0,0029.09.09 22,80 2,90 15,60 0,0030.09.09 22,50 3,00 15,30 0,0001.10.09 17,50 2,60 15,50 0,0002.10.09 9,70 0,70 14,00 0,0003.10.09 22,70 2,70 14,00 0,0004.10.09 24,00 3,60 15,20 0,0005.10.09 5,00 0,00 12,30 0,0006.10.09 4,60 0,00 21,40 0,0007.10.09 21,20 2,60 24,30 0,0008.10.09 1,40 0,00 17,80 0,0009.10.09 1,80 0,00 13,10 0,0010.10.09 5,20 0,00 14,80 0,0011.10.09 6,70 0,00 13,80 0,0012.10.09 7,60 0,00 11,00 0,0013.10.09 11,80 1,50 9,20 0,0014.10.09 18,80 0,00 6,00 0,0015.10.09 17,50 0,00 2,90 0,00KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 15 of 30
16.10.09 3,50 0,00 4,70 0,0017.10.09 3,90 0,00 5,80 0,0018.10.09 3,60 0,00 4,90 0,0019.10.09 22,60 0,00 4,20 0,0020.10.09 18,30 1,40 6,00 0,00Table 2: Tab. Expositionstage - Exposure daysKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 16 of 30
9 Äußere Temperaturwechselprüfung - External thermal shock testPrüfbedingungen:Test conditions:1. Test1st test2. Test2nd testAußenprüfung:Outdoors:kombiniert mit Expositionsprüfung:Combined with exposure test:kombiniert mitHochtemerpaturbeständigkeitsprüfung:Combined with high temperatur resistance test:Neigungswinkel des Kollektors:Collector tilt angle:Mittlere Bestrahlungsstärke während der Prüfung:Average irradiance during test period:Mittlere Umgebungstemperaturwährend der Prüfung:Average ambient temperature during test period:Zeitdauer, während der vor dem äußerenTemperaturwechsel stationäre Bedingungeneingehalten wurden:Period during which the requiredoperating conditions were metprior to external thermal shock:Volumendurchfluss des Sprühwassers:Flowrate of spraying water:Temperatur des Sprühwassers:Temperature of spraying water:Sprühdauer:Duration of spraying water:Absorbertemperatur unmittelbarvor dem Besprühen:Absorber temperature immediatelyprior to spraying water:jayesjayesneinnojayesjayesneinno45 ◦ 45 ◦964,7 W/m 2 947,5 W/m 230,1 ◦ C 27,7 ◦ C1h1h0.05 l/m 2 s 0.05 l/m 2 s16,5 ◦ C 15,9 ◦ C15 min 15 min165,4 ◦ C 156,7 ◦ CErgebnis - Result:Während oder nach den Prüfungen konnten keine Risse,Verformungen, Kondensation oder eindringendes Regenwasserfestgestellt werden.No cracking, distortion, condensation or water penetration was observedor measured at the collector.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 17 of 30
10 Innere Temperaturwechselprüfung - Internal thermal shock testsPrüfbedingungen:Test conditions:1. Test1st test2. Test2nd testAußenprüfung:Outdoors:kombiniert mit Expositionsprüfung:combined with exposure test:kombiniert mitHochtemerpaturbeständigkeitsprüfung:combined with high temperatur resistance test:Neigungswinkel des Kollektors:Collector tilt angle:Mittlere Bestrahlungsstärke während der Prüfung:Average irradiance during test period:Mittlere Umgebungstemperaturwährend der Prüfung:Average ambient temperature during test period:Zeitdauer, während der vor dem innerenTemperaturwechsel stationäre Bedingungeneingehalten wurden:Period during which the requiredoperating conditions were metprior to internal thermal shock:Massendurchfluss des Wärmeträgerfluids:Flowrate of heat transfer fluid:Temperatur des Wärmeträgerfluids:Temperature of heat transfer fluid:Strömungsdauer des Wärmeträgerfluids:Duration of heat transfer fluid flow:Absorbertemperatur unmittelbarvor dem Durchfluss des Wärmeträgerfluids:Absorber temperature immediatelyprior to heat transfer fluid flow:jayesjayesneinnojayesjayesneinno45 ◦ 45 ◦983,8 W/m 2 958,8 W/m 227,3 ◦ C 20,9 ◦ C1h1h0.02 l/m 2 s 0.02 l/m 2 s19,1 ◦ C 18,9 ◦ C5 min 5 min194,5 ◦ C 185,3 ◦ CErgebnis - Result:Während oder nach den Prüfungen konnte keine Risse, Verdrehung,Verformung oder eingedrungenes Wasser festgestellt werden.No cracking, distortion, deformation or water penetration was observed ormeasured at the collector.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 18 of 30
11 Prüfung auf eindringendes Regenwasser - Rain penetration testKollektor befestigt auf:Verfahren:Method:Volumendurchfluss des Sprühwassers:Flowrate of water spray:Sprühdauer:Duration of water spraying:Beurteilung:Evaluationoffenem RahmenOpen frameKondensationsgradverfahrenCondensation level method0.05 l/m 2 s4 hMessen des Kondensationsgrades undder austretenden WassermengeMeasuring of the condensation leveland the water quantity that comes outof the collectorErgebnis - Result:Während oder nach den Prüfungen konnte kein eindringendesRegenwasser festgestellt werden.No water penetration was observed or measured at the collector.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 19 of 30
12 Prüfung der Frostbeständigkeit -Freeze resistance testDie Prüfung der Frostbeständigkeit ist nicht erforderlich, da derHersteller den Einsatz des Kollektors mit einem Frostschutzmittelvorschreibt.The freeze resistance test is not relevant, because the manufacturersuggests a application of the collector only with a freeze resistance fluid.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 20 of 30
13 Mechanische Belastungprüfung - Mechanical load testÜberdruckprüfung der KollektorabdeckungPositive pressure test of the collector coverDer Druck (entsprechend einer positiven Druckbelastung durch Schneeoder Wind) wurde in Schritten von 250 Pa bis zur maximalenDruckbelastung gesteigert.The positive pressure (according to a positive pressure load caused by snow orwind) was increased in steps of 250 Pa up to the maximum pressure load.Verfahren zur Druckübertragung:Method used to apply pressure:Maximale Druckbelastung:Maximum pressure load:StößelSuction cups, pressed1000 PaErgebnis - Result:Nach Beendigung der Prüfung konnten keine Schäden an derKollektorabdeckung festgestellt werden.During and after the test no damage at the cover of the collector was observed.Unterdruckprüfung der Befestigung zwischen Abdeckung undKollektorgehäuseNegative pressure test of fixings between the cover and the casingDer negative Druck (entsprechend einer durch Wind hervorgerufenenSaugwirkung) wurde in Schritten von 250 Pa bis zur maximalenDruckbelastung gesteigert.The negative pressure (according to a negative pressure load caused by wind)was increased in steps of 250 Pa up to the maximum pressure load.Verfahren zur Druckübertragung:Method used to apply pressure:Maximale Druckbelastung:Maximum pressure load:SaugnäpfeSuction cups1000 PaErgebnis - Result:Nach Beendigung der Prüfung konnten keine Schäden an derKollektorabdeckung oder der Abdeckungsbefestigung festgestellt werden.During and after the test no damage at the cover or at the cover fixings of thecollector was observed.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 21 of 30
Unterdruckprüfung der KollektorbefestigungNegative pressure test of mountingsDer negative Druck (entsprechend einer durch Wind hervorgerufenenSaugwirkung) wurde in Schritten von 250 Pa bis zur maximalenDruckbelastung gesteigert.The negative pressure (according to a negative pressure load caused by wind)was increased in steps of 250 Pa up to the maximum pressure load.Verfahren zur Druckübertragung:Method used to apply pressure:Maximale Druckbelastung:Maximum pressure load:SaugnäpfeSuction cups1000 PaErgebnis - Result:Nach Beendigung der Prüfung konnten keine Schäden an denKollektorbefestigungselementen oder den Befestigungspunktenfestgestellt werden.During and after the test no damage at the collector mounting fixtures or fixingpoints was observed.KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 22 of 30
14 Leistungsermittlung - Performance measurement14.1 Berechnungsverfahren - Calculation methodDie funktionale Abhängigkeit des Wirkungsgrades von den meteorologischenund den systemtechnischen Betriebsgrößen kann durch folgendemathematische Beziehung dargestellt werden:The functional dependence of the collector efficiency on the meteorological andsystem operation values can be represented by the following equation:η (G,(tm−t a)) = η 0 − a 1at m − t aG− a (t m − t a ) 22aG(1)(a = bzgl. der Aperturfläche - based on aperture area)mit - where:t m = t e + t in2G = Globalstrahlung in Kollektorebene - Global irradiation (W/m 2 )t in = Kollektoreinlasstemperatur - Collector inlet temperature ( ◦ C)t e = Kollektorauslasstemperatur - Collector outlet temperature ( ◦ C)t a = Umgebungstemperatur - Ambient temperature ( ◦ C)(2)Die Koeffizienten η 0 , a 1a und a 2a haben folgende Bedeutung:The coefficients η 0 , a 1a and a 2a have the following meaning:η 0 :η 0 :Wirkungsgrad ohne thermische Verluste, d.h. bei mittlererWärmeträgertemperatur gleich Umgebungslufttemperatur:Efficiency without heat losses, which means that the mean collectorfluid temperature is equal to the ambient temperature:t m = t a (3)a 1a ; a 2a :a 1a ; a 2a :Die Koeffizienten a 1a und a 2a beschreiben den Wärmeverlustdes Kollektors. Die auf die Aperturfläche bezogenenhermischen Gesamtverluste des Kollektors werden durch diefolgende Gleichung beschrieben:The coefficients a 1a and a 2a describes the heat loss of the collector.The temperature dependency of the collector heat lossis described by:a 1a + a 2a ∗ (t m − t a ) (4)KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 23 of 30
14.2 Schematische Darstellung des Prüfkreislaufes - Schematic of the testing loopKollektorT out1KollektorT out20806QuerstromgebläseT windv windT in1T ambQuerstromgebläseT windv windT in2T amb100709 1112131620262225MIDTmp 1MID172119 184344Tmp 2242314152731 343740 413032333536 38ProzesskühlanlageFigure 2: Schematische Darstellung des Prüfkreislaufes - Schematic of thetesting loopKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 24 of 30
14.3 Leistungsmessung - Measurement of power outputDie Wärmeleistung wurde nach folgendem Prüfverfahren geprüft:The measurement of thermal performance has been performed according to thefollowing method of testing:Im Freien - quasi stationäre BedingungenOutdoors - steady state conditionsGeographische BreiteLatitudeGeographische LängeLongitudeKollektorazimutAzimuth of collectorAnstellwinkeltilt angle48.0 ◦7.8 ◦Mittlere EinstrahlungMean irradiation 934,4 W/m 2Mittlere WindgeschwindigkeitMean wind speed3 m/sMittlere DurchströmungMean flow rate130,8 kg/hArt des WärmeträgersHeat transfer fluidnachgeführttrackednachgeführt zwischen 35 ◦ und 55 ◦tracked between 35 ◦ and 55 ◦WasserWaterLeistungsparameter - Efficiency parametersDie dargestellten Parameter beziehen sich auf folgende Flächen:The calculated parameters are based on following areas:AperturflächeAbsorberflächeaperture areaabsorber areaA a = 1,812 m 2 A A = 1,764 m 2η 0a = 0,790 η 0A = 0,811a 1a = 3,491 W/m 2 Ka 1A = 3,586 W/m 2 Ka 2a = 0,0148 W/m 2 K 2 a 2A = 0,0152 W/m 2 K 2Die Berechnung der Standardabweichung wurde gemäß ENV 13025:1999 (GUM)durchgeführt. Basierend auf dieser Berechnung beträgt die Standardunsicherheitder ermittelten Wirkungsgrade 0,02. Die angegebene Unsicherheit ist eine erweiterteUnsicherheit, die auf einer Standardunsicherheit von 0,01 multipliziert miteinem Erweiterungsfaktor k=2 basiert, was ein Vertrauensniveau von ca. 95 %ergibt. (EAL-G23, 08/96 Rev01)The determination of the standard deviation was performed according toENV 13025:1999 (GUM). Based on this calculation method the standard uncertaintyof measured efficiency values results to 0.02. This uncertainty is an expandedmeasurement uncertainty. It is calculated using the standard uncertaintyof 0.01 multiplied with the expansion factor of k=2. This results in aconfidence range of about 95%. (EAL-G23, 08/96 Rev01)KTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 25 of 30
Leistung je Kollektormodul - Power output per collector module20001800Gelieferte <strong>Energie</strong> pro Kollektormodul [W]160014001200100080060040020000 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100t m -t a [K]Figure 3: Leistungskurve des Moduls <strong>Ikasol</strong> 2.08 bei 1000 W/m 2 - Poweroutput curve of the module <strong>Ikasol</strong> 2.08 at 1000 W/m 2t m − t a [K] 400 [W/m 2 ] 700 [W/m 2 ] 1000 [W/m 2 ]0 573 1002 143210 507 936 136630 359 788 121850 189 619 104870 -2 428 857Spitzenleistung (G = 1000 W/m 2 ) je KollektormodulMaximum power output per collector module1432 WAnmerkung: Die angegebenen Werte gelten für senkrechte SolarstrahlungAnnotations: The values given are valid for radiation of normal incidenceKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 26 of 30
14.4 Winkelkorrekturfaktor - Incidence angle modifier (IAM)θ: 0 ◦ 10 ◦ 20 ◦ 30 ◦ 40 ◦ 50 ◦ 60 ◦ 70 ◦ 80 ◦ 90 ◦K θT : 1,00 1,00 1,00 0,99 0,98 0,95 0,89 0,76 0,50 0,00Table 3: IAM Werte - IAM dataHinweise - Annotations:Der Winkelkorrekturfaktor ist der Faktor, mit dem die Abhängigkeit derKollektorleistung vom Einstrahlwinkel der Solarstrahlung berücksichtigtwird. Der IAM wurde für fett gedruckten Winkel gemessen. Alle anderenIAM-Werte, wie sie in Tabelle 3 angegeben sind, wurden berechnet.The IAM is the factor that describes the dependence of the collector output on theincidence angle of the solar radiation. The IAM was measured for the bold printedangles. All other iam-values within table 3 were calculated.14.5 Effektive Wärmekapazität - Effective thermal capacityDie Wärmekapazität des Sonnenkollektors wurde nach Kapitel 6.1.6.2 vonEN 12975-2:2006 berechnet. Als Wärmeträgermedium wurde einWasser/Glykolgemisch im Verhältnis von 2/1 bei 50 ◦ C zugrunde gelegt.The effective thermal capacity of the collector is calculated according tosection 6.1.6.2 of EN 12975-2:2006. For the heat transfer fluid a mixture 2/1 ofwater/propylenglycol at a temperature of 50 ◦ C has been chosen.Effektive thermische Kapazität:Effective thermal capacity:Spezifische effektive thermische Kapazität:Specific effective thermal capacity:9,19 kJ/K4,42 kJ/K m 2 A aKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 27 of 30
15 Maximale Stagnationstemperatur - max. stagnation temperatureDie Stagnationstemperatur wurde im Außenverfahren bestimmt. Dabeiwurde der Kollektor gemäß EN 12975-2 unbefüllt einer Einstrahlungvon 1000 W/m 2 ± 10% ausgesetzt. Die gemessenen Daten sind in derfolgenden Tabelle dargestellt. Zur Bestimmung der Stagnationstemperaturfür die Randbedingungen bei einer Einstrahlung von 1000 W/m 2und einer Umgebungstemperatur von 30 ◦ C gilt folgende Formel:The max. stagnation temperature was measured outdoors. The collector wastherefor exposed to an irradiance of 1000 W/m 2 ± 10%. The collector was emptyand the absorber prevented against cooling by circulation. The measured data areshown in the table below. To determine the stagnation temperature, these datawere extrapolated to an irradiance of 1000 W/m 2 and an ambient temperatur of30 ◦ C. The calculation is as follows:t s = t as + G sG m∗ (t sm − t am ) (5)t s : max. Stagnationstemperatur - max. stagnation temperaturet as : 30 ◦ CG s : 1000 W/m 2G m : gemessene Einstrahlung in Kollektorebene -t sm :t am :measured solar irradiance on collector planegemessene Absorbertemperatur - measured absorber temperaturegemessene Umgebungstemperatur - measured surrounding air temperatureEinstrahlungIrradianceUmgebungstemperaturSurrounding air temperatureAbsorbertemperturAbsorber temperature[W/m 2 ] [ ◦ C] [ ◦ C]1000 29,7 193,81004 29,8 193,2999 30 192,91003 30,6 193,8Die resultierende maximale Stillstandstemperatur ist:The resulting max. stagnation temperature is:193 ◦ CKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 28 of 30
16 Endkontrolle - Final inspectionDie folgende Tabelle gibt Informationen über die Beobachtungenwährend der Endkontrolle.The following table shows an overview of the result of the final inspection.KollektorbauteilCollector componentGehäuse/BefestigungCollector casing/fastenersMontageelemente/TragwerkMountings/supportingVerschlüsse/DichtungenSeals/gasketsAbdeckung/ReflektorCover/reflectorAbsorberbeschichtungAbsorber coatingAbsorberrohre undSammelrohreAbsorber tubes and headersAbsorberbefestigungAbsorber mountingsWärmedämmungInsulationMögliches ProblemPotential problemRissbildung/Verwerfung/eindringendesRegenwasserCracking/wraping/corrosion/rain penetrationFestigkeit/SicherheitStrength/safetyRissbildung/Haftung/ElastizitätCracking/ adhesion/ elasticityRissbildung/Haarrisse/AusbeulenCracking/crazing/buckling/delamination/wraping/outgassingRissbildung/Haarrisse/BlasenbildungCracking/ crazing/ blisteringVerformung/Korrosion/Undichtigkeit/sich lösendeVerbindungDeformation/ corrosion/ leakage/loss of bondingVerformung/KorrosionDeformation/corrosionWasseraufnahme/AusgasenWater retention/outgassingBewertungEvaluation000000000: kein Problem - No problem1: geringes Problem - Minor problem2: schweres Problem - Severe problemx: Überprüfung war nicht möglichInspection was not possibleKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 29 of 30
17 Anmerkung zum Prüfbericht - Annotation to the test reportDie im Prüfbericht dargestellten Prüfergebnisse beziehen sich auf denTestkollektor. Eine auszugsweise Vervielfältigung oder Kopie desPrüfberichts ist nicht gestattet.The results described in this test report refer only to the tested collector.It is not allowed to make extract copies of this test report.Freiburg, 3rd May 2011Fraunhofer Institut für Solare <strong>Energie</strong>systeme ISEFraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISEDipl.-Ing. (FH) K. KramerPrüfstellenleiterHead of TestLabSolar Thermal SystemsDipl.-Ing. (FH) S. Mehnertstellv. PrüfstellenleiterVice-Head of TestLabSolar Thermal SystemsKTB Nr.: 2011-10 : Messung nach -/measurement according to EN 12975-1,2:2006Ausgestellt für/issued for: Ikarus Solarsysteme GmbH , <strong>Ikasol</strong> 2.083rd May 2011, Fraunhofer ISE, Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, GermanyPage 30 of 30