Solar-Brunch. Andreas Reiter

Transkript

1 Solar-Brunch Leitung Ingenieurbüro Solaroptimierungen Projektabwicklung im Verein, Energieausweisberechnung Energiekonzepte und Energieberatung Technische Projektbegleitung Mai 2012 / 2

2 Solare-Forschungsprojekte abgeschlossen: Solareffizient Österreich Solareffizient Niederösterreich laufende: klima:aktiv erneuerbare Wärme prognostizierende Regelung BiNe (bidirektionale Wärmenetze) Solare Sportstätten folgende: Groß-Solaranlagenutzung PV-Solarthermie Solarnutzung in der Industrie Plusenergiegebäude Solaroptimierung Mai 2012 / 3

3 Erfolgreiche Markteinführung von Solarsystemen im Geschoßwohnbau und in gewerblichen Anwendungen Fragestellung: Wie ist der Qualitätsstandard dieser Anwendungen? Mai 2012 / 4

4 Projekt Große Solarwärmeanlagen unter der Qualitätslupe - Prüfung, Analyse und Verbesserung Projektteam und Auftraggeber Projektleitung: AEE Institut für Nachhaltige Technologien, Gleisdorf Partner: Energieinstitut Vorarlberg (Helmut Burtscher) Energie Tirol (Roland Kapferer) AEE NÖ/Wien () Auftraggeber: Österreichischer Klima- und Energiefonds (im Rahmen des Forschungsprogramms Neue Energien 2020 ; abgewickelt durch die FFG) Ko-Finanzierung durch: Land Steiermark (A15 und FA17D) Land Niederösterreich Land Tirol Land Vorarlberg Verband Austria Solar Mai 2012 / 5

5 Aufteilung Wohnbau - Gewerbe Qualitätsanalyse - Aufteilung nach Anwendung und Bundesländern Anzahl der An nlagen Stmk Tirol Vlbg NÖ Bundesland Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Mai 2012 / 6

6 Dachintegration Mai 2012 / 7

7 Dachintegration Mai 2012 / 8

8 Gebäudeintegration Mai 2012 / 9

9 Details Mai 2012 / 10

10 Details Mai 2012 / 11

11 Detail Außenbereiche Mai 2012 / 12

12 ??Wartung?? Mai 2012 / 13

13 Qualitätsanalyse Funktionalität Dimensionierung Systemwahl Betriebsführung Speicherdämmung Installationsdetails Rohrleitungsdämmung Beschattung, Ausrichtung Solequalität Hydraulik Kollektorverschaltung Stagnationsverhalten Mai 2012 / 14

14 Erhebung 3. Primärer Kollektorkreis Formularteil A: Objektiver Erhebungsbogen 34 Pumpe(n) im Primärkollektorkreis Pumpe 1: Hersteller Type Nennleistung W Eingestellte Drehzahlstufe der Pumpe: Anzahl der möglichen Stufen: Leistungsaufnahme in der betreffenden Stufe: W Pumpeneffizienzklasse A B C-G Pumpe 2: Hersteller Type Nennleistung W Eingestellte Drehzahlstufe der Pumpe: Anzahl der möglichen Stufen: Leistungsaufnahme in der betreffenden Stufe: W Pumpeneffizienzklasse A B C-G Foto(s) der Primärpumpe(n) beifügen Foto Nr.: 35 Ist ein Pumpenabsperrset installiert? ja nein 36 Systemdruck laut Manometer: bar 37 Statische Höhe (vom Manometer bis zum höchsten Punkt der Anlage): m 38 Höhendifferenz zwischen Ausdehnungsgefäß und Sicherheitsventil: m 39 Ist der Primärkreis durch ein Strangregulierventil (oder Flowmeter) einregulierbar? ja nein Mai 2012 / 15

15 Auswertung Erläuterungen Ergebnis nach 12 Beurteilungskriterien: Prüfung der Funktionalität Dimensionierung, Komponenten Systemwahl Mögliche Punkte 22,0 Mögliche Punkte 11,8 Mögliche Punkte 9,0 Erhaltene Punkte 17,8 Erhaltene Punkte 7,2 Erhaltene Punkte 5,5 Betriebsführung Speicherdämmung Installationsdetails Mögliche Punkte 8,8 Mögliche Punkte 8,0 Mögliche Punkte 7,0 Erhaltene Punkte 2,7 Erhaltene Punkte 6,5 Erhaltene Punkte 5,8 Ausrichtung, Neigung, Beschattung Rohrleitungsdämmung Kollektorverschaltung Mögliche Punkte 5,5 Mögliche Punkte 6,0 Mögliche Punkte 4,0 Erhaltene Punkte 3,5 Erhaltene Punkte 0,3 Erhaltene Punkte 1,5 Einregulierung, Hydraulik Wärmeträger (Frostschutz, ph-wert) Stagnationsverhalten Mögliche Punkte 4,0 Mögliche Punkte 3,0 Mögliche Punkte 2,5 Erhaltene Punkte 0,0 Erhaltene Punkte 2,0 Erhaltene Punkte 1,0 Mai 2012 / 16

16 Anlagen Niederösterreich Wärmemengenzähler im Solarkreis installiert Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Anzahl der Anla agen Datenbasis Ja nein Mai 2012 / 17

17 Anlagen Niederösterreich Betriebsweise der Solaranlage Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Anzahl der Anla agen Datenbasis High Flow Low Flow 3 Mai 2012 / 18

18 Anlagen Niederösterreich Einhaltung der vorgeschriebenen Rohrdämmstärke Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Innenbereich Freibereich Anzahl der Anlag gen Datenbasis Ja Nein Datenbasis Ja Nein Mai 2012 / 19

19 Anlagen Niederösterreich Einhaltung der Mindestdämmstärke des Energiespeichers von 200mm Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Anzahl der Anla agen Datenbasis Ja Nein Mai 2012 / 20

20 Undichtigkeiten im Primär- und Sekundärkreis Niederösterreich Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Primärseite Sekundärseite 25 tigkeit Art der Undicht Datenbasis Spuren vergangener Undichtigkeiten (Krusten) Aktuelle Undichtigkeit Datenbasis Spuren vergangener Undichtigkeiten (Krusten) Aktuelle Undichtigkeit Anzahl der Anlagen Mai 2012 / 21

21 W ahl des Hydraulikkonzeptes Niederösterreich Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Anza ahl der Anlagen Datenbasis Einspeisung in Pufferspeicher Einspeisung in Brauchwasserspeicher 4 Datenbasis 2-Leiter-Netz 4 4-Leiter-Netz Mai 2012 / 22

22 Anzahl der Energiespeicher Niederösterreich Wohnbauanlagen Gewerbeanlagen Anzahl an Anlagen n Datenbasis Anzahl der Energiespeicher Mai 2012 / 23

23 Messung Mai 2012 / 24

24 Auswertung Mai 2012 / 25

25 Mögliche Punkte vs. erhaltene Punkte - Niederösterreich Wohnbau mögliche Punkte erhaltene Punkte % Punkteanzahl % 68% 47% 62% 59% 44% 54% 73% 85% 38% 46% 76% Funktionalität Systemwahl Dimensionierung und Komponenten Betriebsführung Speicherdämmung Installationsdetails Rohrleitungsdämmung Kollektorverschaltung Frostschutz, ph-wert Beschattung, Neigung, Ausrichtung Hydraulik und hydr. Einregulierung Stagnationsverhalten Betriebssicherheit Kategorien Mai 2012 / 26

26 Evaluierung und Detailmessung Solareffizienz aus Niederösterreich Projektleitung Erarbeitet im Rahmen der Wohnbauforschung Niederösterreich 5 Anlagen in NÖ exakt vermessen und evaluiert Intensivuntersuchung Vergleich mit anderen Bundesländern wesentlichen Knowhow-Zuwachs in Niederösterreich Mai 2012 / 27

27 Messkonzept - Langzeitmessung Mai 2012 / 28

28 Flächennutzung Mai 2012 / 29

29 Technik Mai 2012 / 30

30 Mehrspeichersystem Intensive Verrohrung, keine WD an den Anschlüssen daher hohe Verluste Mai 2012 / 31

31 Auswertungen Mit steigender Einstrahlung schaltet auch der Pelletskessel ein Mai 2012 / 32

32 Datenerfassung Negativer Solareintrag durch Fehlzirkulation Mai 2012 / 33

33 Allgemeines Optimierungskonzept Die Pumpengruppen Solar sollte drehzahlgesteuert optimiert werden. Dies erfolgt nur durch die Regelung. Nachheizungsintervall und -zeiten prüfen und auf Solaranlage einstellen. Dabei sollte die Nachheizung im Sommer nur von 16:00 bis 22:00 aktiv sein, jedoch nicht das gesamte Puffervolumen aufheizen. Wassermenge im Heizungsbereich einregulieren und Vorlauftemperatur aber vor allem Rücklauftemperatur absenken. Primär und Sekundär auf optimale Wärmetauschernutzung abstimmen. d.h. Wassermengen einregulieren (ein bei diesem System sehr häufiges Problem) Pumpenlaufzeiten im Solarkreis Primär und Sekundär aufeinander abstimmen. = Regelungseingriff Mai 2012 / 34

34 Conclusio Die Anlagen mit Wärmemengenzähler sind auch am effizientesten gelaufen und hatten auch die meiste Qualität. Allerdings gibt es bei jeder Anlage Optimierungspotential betreffend der Nachheizung. In allen Anlagen gibt es auch bei höchstem Solarstrahlung Kesselzuschaltungen oder Fernwärmeeinträge. fehlende Abstimmung der Regelungen. Mai 2012 / 35

35 Optimierungspotenzial Dokumentierte Inbetriebnahme der gesamten Wärmeversorgungsanlage durch den Installateur Mai 2012 / 36 Ein spezielles Inbetriebnahmeprotokoll steht als Download unter zur Verfügung.

36 Betriebsführung Hydraulikschema vor Ort Regelungskonzept vor Ort Inbetriebnahmeprotokoll Anlagenparameter und Einstellungen Dokumentation aller weiteren Veränderungen und Eingriffe Technische Abnahme Verantwortlicher: Haustechnikplaner Im Beisein von Installateur, Regelungstechniker, Bauträger/Investor Übergabe von Inbetriebnahmeprotokoll, Ausführungspläne, Produkt und Anlagenbeschreibungen, etc. Mai 2012 / 37

37 Effizienz- und Qualitätssicherung Die BETRIEBSFÜHRUNG Optimierungsphase ein MUSS für Effizienz 1. Analyse der Systemtemperaturen Durch die Anlagenregelung aufgezeichneten Systemtemperaturen Durch Montage von kostengünstigen Mini-Temperaturdatenloggern in allen hydraulischen Kreisen 2. Plausibilitätsprüfung der Temperaturverläufe Solarsystem Konventioneller Wärmeerzeuger Wärmeverteilsystem 3. Optimierungsschritte werden eingeleitet Mai 2012 / 38

38 Energieeffizienz Nachjustierung in den ersten Betriebswochen Optimierungsphase Systemtemperaturen [ C] Energie [kwh] Netzvorlauf Netzrücklauf Solarsekundärkreis - VL 90 Solarsekundärkreis - RL Energiespeicher unten Nachheizung - VL 90 Energiespeicher oben Wärmemenge - Solar Wärmemenge - Nachheizung : : : : : : : : : : : : :00 Mai 2012 / 39

39 Energieeffizienz Vertragliche Regelung von Mindesterträgen Mindestsolarertrag in der Regel 350 kwh/m²a, nachgewiesen über einen Wärmemengenzähler Auch Netzrücklauftemperaturen (max. 40 C) können Bestandteil von Garantiemodellen sein M a r k t H a r t m a n n s d o r f M e s s w e r t e [ k W h / m ²] M a r k t H a r t m a n n s d o r f G a r a n t ie w e r t [ k W h / m ² a ] S im u lie r t e r s p e z if is c h e r J a h r e s k o lle k t o r e r t r a g : k W h / m ² spezifischer Kollertorertrag in einem Jahr in kwh/m Feb.04 Apr.04 Mai.04 Jun.04 Jul.04 Aug.04 Sep.04 Okt.04 Nov.04 Dez.04 Feb.05 Mai 2012 / 40

40 Kontrolle ist ALLES Ist-Ertrag 2010 Ist-Ertrag 2009 Mindestertrag Kumulierter Solarertra ag [kwh/m²] Richtwert 350 kwh/m²a 50 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Juni Juli Aug Sept Okt Nov Dez Monate Mai 2012 / 41

41 Erneuerbare Wärme? Holzwärme Solarwärme Wärmepumpe Erneuerbare Wärme für Eigenheime Erneuerbare Wärme für großvolumige Gebäude Qualitätskriterien Online Infoportal Infohotline Ausarbeitung von Broschüren Bauherrnabende Tourismusabende Beratung kirchl. Einrichtungen QS großer Solaranlagen Mai 2012 / 42

42 Umstellung auf erneuerbare Wärme Mai 2012 / 43

43 Bewertungsmatrix klima:aktiv Heizsysteme Mai 2012 / 44

44 Kriterienverteilung Technische Aspekte Marktverfügbarkeit Saisonale Verfügbarkeit /Lagerfähigkeit des Energieträgers Versorgungssicherheit Komfort Aspekte Raumbedarf Bedienbarkeit 2 3 Ökonomische Aspekte Preisstabilität des Energieträgers Wertschöpfung in Österreich Investitionskosten Betriebskosten Wartung 5 3 Ökologische Aspekte Erneuerbarkeit Umwelteinwirkungen lokal Klimawirksamkeit Mai 2012 / 45

45 Bewertungskriterien Ökonomische Aspekte Preisstabilität des Energieträgers; unterliegen Energieträger saisonalen Preisschwankungen? Mai 2012 / 46

46 Matrix großvolumige Bauten Mai 2012 / 47

47 Matrix großvolumige Bauten Mai 2012 / 48

48 Solar - Biomasse Mai 2012 / 49

49 Solar - Wärmepumpe Mai 2012 / 50

50 Versch. Kombinationen Solaranlage für Warmwasserbereitung, Heizungsunterstützung und REGENERATION DER TIEFENSONDE Achtung: bei Grundwasserströmung nicht sinnvoll M WW M M M M KW Mai 2012 / 51

51 Kombinierte Systeme Bsp. 2 (S/W) WP JAZ Heizung = 4,0 JAZ WW = 3,0 Heizung BW Anlage gesamt Energiekennzahl kwh/m²a beheizte Fläche m² Personen therm. Energiebedarf kwh Deckungsgrad - 0,27 0,64 0,40 Solar bereitgestellt kwh Input el. [1] UP kwh Input el. [2] kwh JAZ gesamt, mit WP JAZ=4,0/3,0-5,2 7,0 5,7 WP JAZ 4,0/3,0-4,0 3,0 3,6 WP mit Solar mit DG=70% für BW - 4,0 8,1 4,9 Mai 2012 / 52

52 Conclusio Stand der Technik Bewertungsmatrix entspricht dem Stand der Technik, mit der Weiterentwicklung der Geräten kann die Matrix in Zukunft anders aussehen Thermische Sanierung Bevor eine technische Sanierung des Wärmebereitstellungssystems mit einer der genannten Technologiekombinationen vorgenommen wird, ist eine thermische Sanierung ratsam Mai 2012 / 53

53 Conclusio Warum viel heizen? Warum nicht viel dämmen? Mai 2012 / 54

54 Solare-Forschungsprojekte Neue Projekte - was interessiert?? Groß-Solaranlagenutzung PV-Solarthermie Solarnutzung in der Industrie Plusenergiegebäude Solaroptimierung Mai 2012 / 55

55 Solare-Forschungsprojekte Was ist in Zukunft wichtig Welche Energien benötigen Innovationen Wohin soll die Haustechnik gehen Wer oder Was entscheidet Wer oder Was wird entscheiden Mai 2012 / 56