Monitoring größerer solarthermischer Anlagen in Hamburg-Ergebnisse 2012

Transkript

1 Monitoring größerer solarthermischer Anlagen in Hamburg-Ergebnisse 2012 Dolores Lange und B. Weyres-Borchert DGS, LV Hamburg/Schleswig-Holstein Folie 1

2 Überblick Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Auswertung 2: Erträge 2012 Häufige Mängel Praxisbeispiele Fazit Ausblick 2013 Folie 2

3 Übersicht der Hamburger Anlagen im Monitoring Stand: Dezember 2012 Anzahl: 96 Anlagen 30 m² Kollektorfläche Fläche: 5100 m² Absorberfläche Verteilung: Wohnungsbau: Gewerbliche Anlagen: ca.70-80% ca.20-30% Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 3

4 Anstieg der Anlagenanzahl im Hamburger Monitoring von Anlagenanzahl Jahr Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 4

5 Verteilung der Kollektoraperturflächen im Hamburger Monitoring Anlagenanzahl m ² 50-80m ² m ² >200 m ² Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 5

6 Ausstattung der 96 Anlagen mit Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren 2011 und VRK 25% Vakuumröhrenkollektoren VRK 31% Vakuumröhrenkollektoren FK 75% Flachkollektoren FK 69% Flachkollektoren Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 6

7 Aufteilung in TWW- und HU-Anlagen von Anlagenanzahl Trinkwarmwasser Raumheizungsunterstützung Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 7

8 Anteil der 20 beteiligten Firmen am Monitoring ad fontes microsol Wigger GmbH Münz 24 Maue u.becker Benda Sanitär Geils GmbH Bauwerk Hamb. Holzapfel GmbH MAK-Tech Stöver GmbH Hegemann GmbH Haupt Haus KG Soleado Evers GmbH Brakelmann&Neckel Laux Heizungsbau A.Kahl Heizungs-u.Sanitärtechnik Mackens + Sohn KerstingHeizung+Solar Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 8

9 Übersicht der 2012 im Hamburger Monitoring solarthermischer Anlagen verwendeten Systeme zur Datenübertragung - SunControl Ingenieurbüro Brennpunkt Berlin, seit Winsol / Teamviewer Technische Alternative GmbH, Österreich, seit 2008 / Microsol Data Collect - MDC Firma microsol Hamburg, seit Junkers-Bosch / Parabel Energiesysteme GmbH, seit Übermittlung per Mail, verschiedene Systeme Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 9

10 Anteil der 5 im Hamburger Monitoring 2012 verwendeten Systeme zur Datenübertragung 96 Anlagen gesamt SunControl Microsol Data Collect Winsol Junckers/Bosch Übermittlung per Mail Auswertung 1: Anlagenstatistik 2012 Folie 10

11 Vergleich der Jahressummen der Globalstrahlung in Hamburg Globalstrahlung in kwh/m²*a Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 11

12 Monatliche Globalstrahlungsschwankungen in Hamburg in den letzten drei Jahren Vergleich Globalstrahlung Globalstrahlung in kwh/m²*monat Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 12

13 Erwartete monatliche Solarkreiserträge für Warmwasser- und heizungsunterstützte Anlagen bei durchschnittlich 993 kwh/m²*a Globalstrahlung Spezifischer Ertrag in kwh/m²*monat erwarteter monatl. Ertrag für WW-Anlagen mit min. 350 kwh/m²*a erwarteter monatl. Ertrag für HU-Anlagen mit min. 300 kwh/m²*a 0 Jan Feb Mrz Apr Mai Jun Jul Aug Sep Okt Nov Dez Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 13

14 Jahreserträge 2012 ausgewählter Anlagen zur Warmwasserbereitung mit Flachkollektoren -Durchschnittlicher spezifischer Kollektorkreisertrag: 340 kwh/m²*a - Spez. Jahresertrag für WW-Anlagen abzüglich 10%Messungenauigkeit: 315 kwh/m²*a Spezifischer Ertrag in kwh/m²*a Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 14

15 Jahreserträge 2012 ausgewählter Anlagen zur Warmwasserbereitung mit Vakuumröhrenkollektoren -Durchschnittlicher spezifischer Kollektorkreisertrag: 377 kwh/m²*a - Spez. Jahresertrag für WW-Anlagen abzüglich 10%Messungenauigkeit:315 kwh/m²*a Spezifischer Ertrag in kwh/m²*a Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 15

16 Jahreserträge 2012 ausgewählter Anlagen zur Heizungsunterstützung mit Flachkollektoren -Durchschnittlicher spezifischer Kollektorkreisertrag: 500 kwh/m²*a - Spez. Jahresertrag für HU-Anlagen abzüglich 10%Messungenauigkeit: 270kWh/m²*a Spezifischer Ertrag in kwh/m²*a Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 16

17 Jahreserträge 2012 ausgewählter Anlagen zur Heizungsunterstützung mit Vakuumröhrenkollektoren -Durchschnittlicher spezifischer Kollektorkreisertrag: 378 kwh/m²*a - Spez. Jahresertrag für HU-Anlagen abzüglich 10%Messungenauigkeit: 270kWh/m²*a Spezifischer Ertrag in kwh/m²*a Auswertung 2: Erträge 2012 Folie 17

18 Bereiche mit aufgetretenen Mängeln % 46% fehlerhafte Datenübertragung Planung Produkte 18% Installation 13% Häufige Mängel Folie 18

19 Sorgenkind Datenübertragung 23% 42% ganzjährig funktionierende Anlagen mit kontinuierlicher Datenübertragung Ausfälle Datenübertragung und/oder Anlagenbetrieb keine funktionierende Datenübermittlung 35% Häufige Mängel Folie 19

20 Ausfälle bei der Datenübertragung Keine Verbindung zur Anlage oder Abbruch bei der Datenübertragung Fehlerhafte oder unvollständig übertragene Monatsdateien bei 61% der Anlagen Defekte DSL-Router Messfehler Häufige Mängel Folie 20

21 Produktmängel Defekte oder undichte Vakuumröhren- und Flachkollektoren Defekte Solarkreispumpen und Solarregler Fehlerhafte Temperaturmessfühler Undichte oder defekte Membranausdehnungsgefäße (Lochkorrosion) Undichte Kompensatoren, Sicherheitsventile Häufige Mängel Folie 21

22 Mangelhafte Planung und Auslegung der Anlage Verschattung durch Bäume oder angrenzende Gebäude Ertragseinbuße Erforderlicher Anlagendruck zu gering (bei Höhenunterschieden zwischen Solarkreispumpe und Kollektorfeld bis zu 40m) keine gleichmäßige Durchströmung Solarkreispumpen mit zu geringer Leistung Hydraulikprobleme/ Luft im Solarkreis zu klein dimensionierte Membranausdehnungsgefäße hohe thermische und durch Druckschwankungen zu starke mechanische Belastung zu hoher Warmwasserbedarf bei der Planung angenommen Kollektorfeld zu groß dimensioniert Sehr lange Vor- und Rücklaufleitungen - hohe Wärmeverluste Häufige Mängel Folie 22

23 Installationsmängel ungeeignete Dichtungen - Undichtigkeiten zwischen den einzelnen Kollektoren Temperaturmessfühler - Kabel abgerissen oder abgequetschte Leitungen Kurzschlüsse fehlerhafte Temperaturanzeigen Nicht korrekt anliegende Fühler- mangelnder Wärmeübergang oder falsch positionierte Temperaturmessfühler des WMZ`s ungedämmte Armaturen und Rohrleitungen Wärmeverluste fehlender Alupickschutz der Rohrleitungen im Dachbereich durch Vogelfraß Schädigung der Dämmung Beschädigung der Dachhaut bei der Installation - Wasserschäden Schlechte Warmwasserzirkulationseinbindung - zu geringe Speicherauskühlung Im Anlagenbetrieb ist Luft im Kollektorkreis nach Stagnationstagen Hauptstörungsursache Häufige Mängel Folie 23

24 Beispielanlage 1 undichte Anschlüsse im Kollektorsammlergehäuse Praxisbeispiele Folie 24

25 Beispielanlage 1 undichte Anschlüsse im Kollektorsammlergehäuse Praxisbeispiele Folie 25

26 Beispielanlage 2 - blinder Tacosetter auf dem Dach Praxisbeispiele Folie 26

27 Beispielanlage 3 fehlende Isolierung bei der Dachdurchführung der Vor- und Rücklaufleitungen Praxisbeispiele Folie 27

28 Beispielanlage 4 abgeklemmtes und nicht fachgerecht verbundenes Kollektorfühlerkabel bei der Dachdurchführung Praxisbeispiele Folie 28

29 Beispielanlage 5 Undichtigkeiten an einer Solarstation Praxisbeispiele Folie 29

30 Zusammenfassung Unsere Erfahrung zeigt: Eine ein- oder zweimalige jährliche Wartung einer großen Solaranlage ist nicht ausreichend, da Anlagenausfälle oder Betriebsmängel viel zu spät bemerkt werden. Funktionstüchtige Anlagen ohne jegliche Ausfälle zeigen, dass hohe Jahreserträge möglich sind. Das Monitoring ist Voraussetzung für die Qualitätssicherung einer großen solarthermischen Anlage und damit unverzichtbar für einen wirtschaftlichen Betrieb. Fazit Folie 30

31 Fazit aus 3 Jahren Monitoring Keine größere solarthermische Anlage ohne Monitoring Überwachung der Anlagen aufgrund der Häufigkeit der Ausfälle dringend notwendig Einsatz eines zuverlässigen Datenübertragungssystems Monitoring dient nicht nur der Ertragsüberwachung, sondern stellt auch die einzige Möglichkeit dar, frühzeitig Mängel zu erkennen und zu beseitigen Fazit Folie 31

32 Energiebunker Wilhelmsburg IBA Hamburg GmbH/Martin Kunze Ausblick 2013 Folie 32

33 Energiebunker -Montage Kollektorfeld Febr.2013 IBA Hamburg GmbH/Martin Kunze Ausblick 2013 Folie 33

34 Erste Erträge Energiebunker Wilhelmsburg Ausblick 2013 Folie 34

35 Energiebunker Wilhelmsburg - Pufferspeicher mit 2 Mill. l Volumen D. Lange Ausblick 2013 Folie 35

36 Energiebunker Wilhelmsburg Unterkonstruktion Kollektoren B. Weyres-Borchert Ausblick 2013 Folie 36

37 Gute Aussichten vom Energiebunker in Wilhelmsburg Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! IBA Hamburg GmbH/Martin Kunze Ausblick 2013 Folie 37