Richtiger Einsatz des Ölofens, Konzeption von Sonnenkollektoren und Photovoltaikanlagen

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1 Richtiger Einsatz des Ölofens, Konzeption von Sonnenkollektoren und Photovoltaikanlagen Lukas Walthert Lehrer/Bauberater BBZN Hohenrain Agenda Einleitung Richtiger Einsatz des Ölofens Sonnenkollektoren Thermische Nutzung bei Photovoltaikanlagen Berechnung von Sonnenkollektoren (Art Soko) Fazit/Zusammenfassung 2

2 1. Einleitung Verschiedene Trocknungssysteme sollten folgende Forderungen erfüllen: frühzeitiger Schnitt (gehaltvolles Futter) geringe Verluste hohe Verfahrensleistung geringer Arbeitsaufwand niedrige Kosten 3 Kostenvergleich verschiedener Trocknungsverfahren Gebäudekosten nicht berücksichtigt! 4

3 Wasseraufnahmevermögen der Luft 5 Wasseraufnahmevermögen der Luft bei 50% relativer Luftfeuchtigkeit Temp. C Wassergehalt Aussenluft g/m 3 Luft Temp. am Lüfter Sättigungsdefizit g/m 3 Luft Wassergehalt bei 100% Sättigung Erwärmung durch Sonnendach oder Warmluftofen Zum Belüften ist trockene und warme Aussenluft erwünscht! Luft erwärmen bringt sehr viel! 6

4 Effektiver Wasserentzug und Stromverbrauch Wir brauchen eine trockene und warme Luft zum effizient Belüften! 7 2. Richtiger Einsatz des Ölofens 8

5 Richtiger Einsatz des Ölofens Im Freien oder feuergeschützten Räumen Nur in extremen Wettersituationen einsetzen Für 100m 2 Stockgrundfläche Heizleistung von 70 kw erforderlich pro 1 m 3 /s Luftförderleistung und 10 C Anwärmung: 12.3 kw Heizleistung Höhere Anwärmung ist aus Energieeffizienz und aus Rücksicht der Eiweisskomponenten nicht sinnvoll Warmluftöfen haben auch eine hohen elektrischen Leistungsbedarf Warmluft wird mit flexiblen Polyamidschläuchen zugeführt (kurze Distanz) 9 Problem: Rekondensation bei Warmlufttrocknung und kalter Aussenluft (Temperaturunterschied > 15 C) 10

6 Bei 80 Rp. = Fr /h Stockfläche m Sonnenkollektoren 12

7 Heubelüftung mit Sonnenkollektoren Zwischenlösung zwischen einer Kaltund Warmbelüftung Bei guter Sonneneinstrahlung volle Leistung einer Warmluftbelüftung Stromverbrauch gegenüber Kaltbelüftung könnte bei gleicher Einfuhrfeuchte nahezu halbiert werden. 13 Vorteile Sonnendach Trocknungszeit wird verkürzt Energiebedarf wird gesenkt Heuqualität bleibt besser (Schmackhaftigkeit) Wetterrisiko wird verringert, höhere Einfuhrfeuchte möglich kann mit Zusatzheizung kombiniert werden 14

8 Vorteile Sonnendach Für Berechnung Ammoniakemissionen gleich wie Sandwichpaneelen 15 Sonnenkollektortypen Kollektor mit lichtdurchlässiger Abdeckung: Treibhauseffekt, aus ästhetischen Gründen nicht mehr eingesetzt Kollektor mit dunkler Abdeckung: Übertragung durch Wärmeleitung, gute Verwirbelung der Luft notwendig Eternitkollektoren: grösster Anteil, Wirkungsgrad 40-50%, Ästhetik unproblematisch, gute Planung notwendig Ziegelkollektoren: Wirkungsgrad 20-40%, mehr Fläche notwendig Blechkollektoren/Photovoltaikanlage Wirkungsgrad zwischen lichtdurchlässiger Abdeckung und Eternitkollektoren 16

9 Beispiele Sonnenkollektoren Sonnenkollektor bei Sparrendach mit obenliegendem Sammelkanal 17 Beispiele Sonnenkollektoren Sonnenkollektor bei Sparrendach mit traufseitigem Sammelkanal 18

10 Beispiele Sonnenkollektoren Pfettendach mit mittigem Sammelkanal in der Breite eines Binderfeldes 19 Beispiele Sonnenkollektoren 20

11 Beispiele Sonnenkollektoren Es gibt immer eine Möglichkeit! 21 Ausrichtungsfaktor gegenüber Südrichtung 22

12 Optimale Fläche der Sonnenkollektoren Doppelte bis dreifache der belüfteten Fläche Luftvolumenstrom von m 3 /h je m 2 Dachfläche hat sich bewährt 23 Wirkungsgrad hängt von der Luftgeschwindigkeit und Verwirbelung der Luft im Kollektor ab je höher Luftgeschwindigkeit desto besser der Wirkungsgrad bei hoher Luftgeschwindigkeit wird allerdings Druckverlust grösser Kurze Kollektoren haben einen besseren Wirkungsgrad 24

13 Druckverlust Wellige Dachflächen verursachen einen Druckverlust grössere Luftgeschwindigkeiten erhöhen Verlust im Quadrat der Geschwindigkeit Druckverlust durch Sonnenkollektor sollte 1 mbar nicht übersteigen Zusätzlicher Druckverlust durch Sonnenkollektor erfordert 25-35% mehr Motorenleistung Mehrleistung wird durch kürzere Trocknungszeiten mehr als aufgehoben 25 Ideale Luftführung Zuführkanal: Luft direkt ohne grosse Verluste zu Lüfter leiten Luftgeschwindigkeit 3-5 m/s Umlenkungen auf ein Minimum beschränken Ecken brechen oder abrunden Zu lange Kanäle können zu erheblichen Abkühlungen führen Sammelkanal: Luftgeschwindigkeit unter 5 m/s (normal ca. 4 m/s) Beim Pfettendach häufig konisch ausgeführt 26

14 Beispiel einer Messung Undichter Zuführkanal 27 Kanäle müssen dicht sein! 4. Thermische Nutzung bei Photovoltaikanlagen Von der Sonnenenergie wird: 10-15% in Elektrizität umgewandelt % als Wärme genutzt restliche Energie durch Wind abgeführt oder strahlt ab 28

15 Was ist das Problem bei kombinierter Nutzung? Genügende Kühlung der Solarzellen Solarzellen erwärmen sich Schlechterer Wirkungsgrad 29 Eine Senkung der Solarzelltemperatur um 1 Grad bewirkt eine Zunahme der Stromproduktion um rund 0.4 Prozent! FAZIT: Damit Stromerzeugung maximiert und möglichst viel Wärme genutzt werden kann, braucht es eine optimale Dachkonstruktion. 30

16 Standort Ansaugluft Luft nicht auf Nordseite am Boden ansaugen Luft nicht über Betonböden ansaugen Betonböden bei erdlastiger Heulagerung mit Holz abdecken Luft nicht vom Miststock oder Stall ansaugen Luft nicht vom Heustock ansaugen (Kreislauf) 31 Ausführungsbeispiele Fotovoltaik auf bestehendem Dach mit horizontaler Luftführung und seitlichem Sammelkanal 32

17 Ausführungsbeispiele Fotovoltaik auf bestehendem Dach mit Luftführung giebelwärts und Giebelabdeckung 33 Ausführungsbeispiele 34

18 Ausführungsbeispiele Luft von Firstlüftung Stalllüftung 35 Ausführungsbeispiele Klappe 36

19 Ausführungsbeispiele Heubelüftung in Betrieb Klappe 37 Ausführungsbeispiele Heubelüftung nicht in Betrieb 38

20 Bei Anlagen mit Klappen ist Wartung durch Betriebsleiter sehr wichtig! 39 Ausführungsbeispiele Rinne 40

21 5. Berechnung der Sonnenkollektoren 41 42

22 43 Genaue Planungen > Ost-CH: Christof Baumgartner Arenenberg, > West-CH: Pierre Aebi Grangeneuve, > Zentral-CH: Lukas Walthert BBZN Hohenrain,

23 6. Fazit/Schlussfolgerung Nutzung der Sonnenwärme sollte bei jeder Planung berücksichtigt werden Kombinierte Nutzung ist sehr sinnvoll (Photovoltaik und thermische Nutzung) Investitionen in Sonnendächer wirken sehr langfristig Jede Anlage sollte durch Fachperson genau berechnet werden (Korrekte Luftgeschwindigkeit im Kollektorkanal, Programm ART-SOKO) Wenn nötig als Ergänzung ganz gezielter Einsatz eines Ölofens 45 46

24 Besten Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 47 Lukas Walthert BBZN Hohenrain