Tag der Sonne 16. Mai 2009

Transkript

1 Tag der Sonne 16. Mai 2009

2 Energie ernten: Solarkollektor = 2.5 kg C02 = 10 kwh Dr. phil. nat. Löwenthal Matterstrasse 9, 3006 Bern

3 Der sichtbare Teil der Solaranlage - Kollektor Haustechnik heute - Raffiniert, komplex, vielfältig

4 Übersicht

5 Solaranlage als Teil des Ganzen Ladegruppe - Wärmepumpen - Pellets - Gas - Oel - Solar Entladegruppe Speicher Herz des Systems Speicher vermittelt zwischen Lade- und Entladegruppe Hier wird gesteuert

6 Flachkollektor Einfach Stabil und effizient Graue Energie nach 2 Jahren eingespielt Wartungsfrei Flachkollektoren sind sehr verbreitet. Aber auch Röhrenkollektoren sind sinnvoll einsetzbar.

7 Röhrenkollektoren + Höhere Temperaturen + Bessere Isolation + Kleinere Fläche für gleiche Energieernte + Effizienter bei Heizungsunterstützung Preis Abtauvorgang langsamer Hohe Leistung bei kleiner Fläche Röhrenkollektor

8 Varianten zur Dachmontage

9 - Kollektorentechnologie ist ausgereift. - Nur SPF-geprüfte einsetzen

10 Wirkungsgrad des Kollektors 1. Möglichst kalt durch die Kollektoren 2. Kollektoren sind effizient kwh/m 2 ~ 50 L/m 2 Oel Ta: 30 C η = 60% Tm: 70 C Differenz: Tm Ta = 40 K

11 Wirkungsgrad des Kollektors η(x) = η0 a1*x a2*x²*g wobei x = (Tm Ta) / G G Einstrahlung (W/m 2 ) Tm mittlere Kollektortemperatur Ta Umgebungstemperatur (0 C - 30 C) a1 Wärmeverlustfaktor Ta: 30 C Tm: 70 C a2 Korrektur bei höheren Temperaturenη = 65% x Reduzierte Temperaturdifferenz Typische jährliche Solarerträge Brauchwasser 517 kwh/m 1. Möglichst 2 kalt durch die Wasservorwärmung Kollektoren 766 kwh/m 2. Kollektoren 2 sind effizient Heizungsunterstützung 349 kwh/m kwh/m 2 ~ 50 L/m 2 Oel

12 Der Solarspeicher - Schichtung Badewannen-Trick 43 C 12 C Warmes Wasser ist leichter als kaltes Speicher instabil Laden Speicher Laden stabil 1. Laden und Entladen oben im Speicher 2. Ausnahme: Solarenergie

13 Der Solarspeicher Schichtung und Hydraulik Sommer -Warmwasser, zuviel Energie, Schichtung sekundär Winter - keine hohen Temperaturen ->Heizungsvorwärmung 1. Tauscherfläche 20% der Kollektorfläche 2. Solareinkopplung bei Kleinanlagen im unteren Speicherbereich 3. Die Anlage so einfach wie möglich

14 Energie im Speicher 1000 L dq c m T c: spezifischewärme vonwasser m : Masse T : Nutztemperatur Gespeicherte Energie im Speicher kwh resp 3-5 L /Heizöl Die Bedeutung des Speichers wird oft überschätzt. Die richtige Dimensionierung ist entscheidend.

15 Dimensionierung 25 l/m 2 50 l/m l/m l/m l/m 2 Speicher In 3 Tagen Speicher auf knapp 60 C 1. WW 100 L / m 2 und ca 1.5m 2 / Person 2. WW+HU 80 L / m 2

16 Simulationen von Solarsystemen Hohe Amortisationszeiten! Kleine Modifikationen können langfristig grosse Effekte zeigen. 1 m 2 Kollektor ersetzt 50 L Oel. Simulationen in der Planungsphase lohnen sich. Die Anlage läuft mindestens 25 Jahre.

17 Deckungsgrade (Gerechnet für Bern) Anteil Solarenergie am Gesamtenergieverbrauch Tägliche Maximaltemperaturen am Kollektor Energie Solarsystem kwh Gesamtenergieverbrauch kwh Deckungsgrad 25% Nicht-sanierte Liegenschaften -Solar für Warmwasser Sanierte Liegenschaften -Solar für Warmwasser und Heizungsunterstützung.

18 Persönliche Erfahrungen 3-Familienhaus Energiekennzahl: 15 L/m 2 a Heizung: Wärmepumpe 20 k Solaranlage 10 m Speicher Personen 1.5 m Ergebnisse Sommer 100% Sonnenwasser Vergleich: Minergie (saniert) EKZ 4.2 L/m 2 a Übergangszeit Heizungsunterstützung Kosten: CHF

19 Zum Thema Energie Dynamische Reichweiten der Ressourcen Klima Pro m 2 installierter Kollektor 50 L Heizöl pro Jahr 125 kg C02 weniger Innovative nachhaltige Wirtschaft

20 Zusammenfassung 1. Solarkollektoren im Gesamtsystem sehen. 2. Solarspeicher mit funktionierender Schichtung ist essentiell. 3. Pro Person m 2 Kollektor für Warmwasser. 4. SPF für Kollektorwahl (ausgereifte Technologie). 5. Wirkungsgrad bei tiefen Kollektortemperaturen maximal. 6. Solareinbindung im unteren Speicherdrittel. 7. Daumenregel Speichergrösse 100 L / m PC-unterstützte Optimierung in der Planungsphase möglich % Warmwasserdeckung im Sommer. 10. Heizungsunterstützung für sanierte Liegenschaften. 11. Pro m 2 Kollektorfläche: 50 L/Heizöl pro Jahr oder 125 kg CO Kollektoren als Beitrag zum Umweltschutz. 13. Persönliche Erfahrung ist sehr positiv. PDF auf

21 Tag der Sonne Nutzen wir unser Wissen und unsere Energie damit auch unsere Nachkommen eine schöne Erde antreffen.