Simulationen zur Systemeinbindung von PV/T-Kollektoren

Transkript

1 SPF- Industrietag 2013: Simulationen zur Systemeinbindung von PV/T-Kollektoren Dr. Daniel Zenhäusern

2 Unabgedeckte PV/T-Kollektoren Strom plus Wärme Kühlung PV höherer PV-Ertrag Nutzung der Wärme Effizient bei niedrigen Temperaturen (< 35 C) 2

3 Anwendungsbereiche Anwendungen im Siedlungsbereich : Erdsondenregeneration Brauchwarmwasser-Vorwärmung Schwimmbadheizung In Kombination mit Eisspeicher Weitere Anwendungen : Überall wo geeignete Fläche vorhanden ist und Niedertemperatur-Wärme genutzt werden kann 3

4 Anwendungsbereiche Anwendungen im Siedlungsbereich : Erdsondenregeneration Brauchwarmwasser-Vorwärmung Schwimmbadheizung In Kombination mit Eisspeicher Weitere Anwendungen : Überall wo geeignete Fläche vorhanden ist und Niedertemperatur-Wärme genutzt werden kann 4

5 BWW-Vorwärmung - System 5

6 BWW-Vorwärmung - System PV/T (3s) 6

7 BWW-Vorwärmung - System PV/T (3s) Quelle : Tritec Quelle : Swissolar 7

8 BWW-Vorwärmung - Simulationsresultate Solare Deckung [%] PV/T - Kollektorertrag Solare Deckung Dimensionierung Vorwärmanlage Spezifischer Kollektorertrag [kwh/m^2*y] PV/T - Kollektorfläche pro Person [m^2]

9 BWW-Vorwärmung - Simulationsresultate Solare Deckung [%] PV/T - Kollektorertrag Solare Deckung Dimensionierung Vorwärmanlage Spezifischer Kollektorertrag [kwh/m^2*y] PV/T - Kollektorfläche pro Person [m^2] Solare Deckung Wärmeertrag PV-Ertrag 0.5 m^2/person : 18 % ~ 330 kwh/(m^2*jahr) ~ 150 kwh/(m^2*jahr) (+4%) 1 m^2/person : 25 % ~ 230 kwh/(m^2*jahr) ~ 150 kwh/(m^2*jahr) (+4%)

10 BWW-Vorwärmung - Testanlage Speicher : 500 Liter 2 PV-Module zum Vergleich 6 PV/T-Kollektoren 8 Modulwechselrichter

11 Erdsondenregeneration - System 11

12 Erdsondenregeneration - Ausgangssystem 12

13 Erdsondenregeneration - System 13

14 Erdsondenregeneration - System 67 m^2 PV/T (3s) 700 l Leistung: 10 kw COP (B0/W35): mm Doppel-U (1 x 300m / 3 x 100m) λ Boden = 2.8 W/mK Verbrauch: Warmwasser : 750l/Tag (47 C) Heizung: 600 m^2 (24 kwh/m^2y, 30 C) kwh kwh 14

15 Erdsondenregeneration - Simulationsresultate 35.0 Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) In % im Vergleich zu Ausgangssystem Regeneration (1 x 300 m) JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto)

16 Erdsondenregeneration - Simulationsresultate 35.0 Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) In % im Vergleich zu Ausgangssystem Regeneration (1 x 300 m) JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( ) ( kwh/y) ( kwh/y) ( kwh/y)

17 Erdsondenregeneration - Simulationsresultate In % im Vergleich zu Ausgangssystem JAZ - WP Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) -4.1 Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) -6.8 Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto)

18 Erdsondenregeneration - Simulationsresultate In % im Vergleich zu Ausgangssystem JAZ - WP Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) -4.1 Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) -6.8 Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) Sondenregeneration bringt mehr bei mehreren Sonden

19 Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung 19

20 Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung 20

21 Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto)

22 Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( bis ) ( -253 bis kwh/y) ( +329 bis +566 kwh/y) (+767 bis kwh/y)

23 Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( bis ) ( -253 bis kwh/y) ( +329 bis +566 kwh/y) (+767 bis kwh/y) Direkte Nutzung der Solarwärme bringt zusätzliche Stromeinsparung.

24 Erdsondenregeneration - Pilotanlagen Datenauswertung Pilotanlage Halter (Datenerfassung durch NTB Buchs): Erdsondenregeneration und Schwimmbadheizung Monitoring von Grossanlagen mit Erdsondenfeldern (in Vorbereitung) 24

25 Danksagung Dieses Projekt wurde unterstützt durch: Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 25