Test Report Prüfbericht

Test Report Prüfbericht Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN 12975-1: 2006; DIN EN 12975-2: 2006 TÜV Report No.: 21210919_800_10hp Cologne, 2010-07-28 DAT-P-226/06-01 Publication or distribution of this report to third parties is only permissible in its complete and unabridged form. Publication or dissemination of extracts, appraisals or any other revision and adaptation hereof, in particular for advertising purposes, is only permissible on receipt of prior written agreement by the TÜV Rheinland Group. The test results presented in this report refer only to the test item. Veröffentlichung und Weitergabe an Dritte ist nur in vollständiger, ungekürzter Form zulässig. Veröffentlichung oder Verbreitung von Auszügen, Zusammenfassungen, Wertungen oder sonstigen Bearbeitungen und Umgestaltungen, insbesondere zu Werbezwecken, ist nur mit vorheriger schriftlicher Zustimmung der TÜV Rheinland Group zulässig. Die in diesem Bericht dargestellten Prüfergebnisse beziehen sich ausschließlich auf den Prüfgegenstand., 51101 Köln D 51105 Köln, Am Grauen Stein, Tel.: ++49-221/806-2477, Fax: ++49-221/806-1350

2 / 19 Report-No.: 21210919_800_10hp on Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN 12975-1: 2006; DIN EN 12975-2: 2006 Client: Kunde Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh Grundmühlenweg 3 16278 Angermünde Germany TÜV Quotation No.: Angebotsnummer TÜV Order No.: Auftragsnummer Order of: Datum der Beauftragung Date of Receipt of Test Item: Anlieferdatum Prüfmuster Commencement of Test: Testbeginn TÜV Client No.: Kundennummer Inspector: Prüfer Business Field: Geschäftsfeld No of Pages: Seitenzahl Appendix: Anhang 435/ 148186 21210919 2009-01-28 2009-09-22 2009-09-22 3076118 J. Sommer (Tel.: +49 221 806-2021) 19 16 to 19

3 / 19 List of Contents Inhaltsverzeichnis 1 Summary of test results Zusammenfassung... 4 2 Setting of tasks; Aufgabenstellung... 6 3 Basis of testing; Grundlagen... 6 4 Sampling; Probenahme... 7 5 Description of the collector construction; Beschreibung der Kollektorkonstruktion... 7 6 Measuring results of thermal performance testing; Prüfergebnisse der Leistungsprüfung von Sonnenkollektoren...10 6.1 Test method according to DIN EN 12975-2:2006 chapter 6.1; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN 12975-2:2006 Kapitel 6.1...10 6.2 Test conditions; Prüfbedingungen...10 6.3 Measuring results of time constant testing; Prüfergebnisse der Ermittlung der Zeitkonstante...12 6.4 Calculated effective thermal capacity ( Berechnete effektive Wärmekapazität...13 6.5 Collector incident angle modifier; Prüfergebnisse der Ermittlung des Einfallswinkel-Korrekturfaktors...14 7 General remarks; Bemerkungen...15 List of Contents Appendix Inhaltsverzeichnis - Anhang Appendix 1: Thermal performance test results 16 Appendix 3: Photo documentation 19

4 / 19 1 Summary of test results Zusammenfassung Qualification of a Solar Collector in accordance with Qualifizierung eines Solarkollektors nach DIN EN 12975-1: 2006; DIN EN 12975-2: 2006 Manufacturer Hersteller Brand Handelsname Collector type Kollektortyp Basis of testing Prüfgrundlage Test Internal pressure Innendruck High-temperature resistance Hochtemperaturbeständigkeit Exposure Exposition : Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh : Grundmühlenweg 3 16278 Angermünde Germany AkoTec : OEM Vario 800-10 hp (without reflector) : DIN EN 12975-2:2006 Start Date End Summary of main test results Zusammenfassung der Hauptergebnisse 2009-09-22 No visual damages Not performed Not performed External thermal shock 1 st Not performed Schneller Temperaturwechsel, außen 2 nd Not performed Internal thermal shock 1 st Not performed Schneller Temperaturwechsel, innen 2 nd Not performed Rain penetration Eindringender Regen Freeze resistance Frostbeständigkeit Mechanical load Mechanische Belastung Thermal performance Wärmeleistung Impact resistance (optional) Schlagfestigkeit (wahlweise) Final inspection Endüberprüfung Not performed - - - Use of anti-freeze liquid Not performed 2010-05-21 2010-06-09 No visual damages Not performed No visual damages All above listed tests of the standard DIN EN 12975-2:2006 were passed successfully in accordance with the criteria. Alle oben aufgeführten Tests der DIN EN 12975-2:2006 wurden entsprechend der Kriterien bestanden. Cologne, 2010-07-28 Responsible for collector testing Team manager Solar Thermal Energy Dipl.-Ing. J. Sommer Dipl.-Ing. U. Fritzsche

5 / 19 Summary of collector performance test results: Zusammenfassung der Ergebnisse der Leistungsprüfung Manufacturer Hersteller Brand Handelsname Collector type Kollektortyp Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh AkoTec Year of manufacture Herstellungsjahr 2009 OEM Vario 800-10 hp Length Länge Width Breite Height Höhe Weight (empty) Gewicht (leer) Heat transfer medium Prüfwärmeträger 2170 mm 740 mm 117 mm 24.0 kg Water Absorber area Absorberfläche 1.630 m² Aperture area Aperturfläche 1.017 m² Gross area Bruttofläche 1.606 m² Mass flow Massenstrom Test pressure: Prüfdruck 0.0336 kg/s 150 kpa Thermal performance Thermische Leistungsfähigkeit Absorber area (x A ) Aperture area (x a ) Conversion factor η 0 Konversionsfaktor 0.452 0.725 Conversion factor η 0 at 15 incidence angle * Konversionsfaktor bei 15 Einfallswinkel* (steady state method; without reflector) (steady state method; without reflector) Heat transfer coefficient a 1 Wärmedurchgangskoeffizient 1.076 W/(m²K) 1.724 W/(m²K) Temperature dependent heat transfer coefficient a 2 Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient 0.009W/(m²K²) 0.014 W/(m²K²) Output power per collector unit in W: Ausgangsleistung pro Kollektormodul in W: Irradiation Einstrahlung 0 15* 0 15* 0 15* T m T a in K 400 W/m² 394 W/m² 700 W/m² 689 W/m² 1000 W/m² 985 W/m² 10 276 497 718 30 229 450 672 50 171 392 613 (at normal and 15 incidence angle) * see further information in chapter 8: general remarks (bei senkrechter und 15 Einstrahlung) * weitere Informationen in Kapitel 8: Bemerkungen

6 / 19 2 Setting of tasks; Aufgabenstellung A complete collector test in accordance with DIN EN 12975-2:2006 of the Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh collector OEM Vario 800-10 hp (without reflector) should be performed with the aim of Solar Keymark certification. Es soll ein Kollektortest des Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh Kollektors OEM Vario 800-10 hp (ohne Reflektor) entsprechend DIN EN 12975-2:2006 mit dem Ziel der Solarkeymark Zertifizierung durchgeführt werden. 3 Basis of testing; Grundlagen DIN EN 12975-1:2006 Thermische Solaranlagen und ihre Bauteile- Kollektoren- Teil 1: Allgemeine Anforderungen DIN EN 12975-1:2006 Thermal solar systems and components - Collectors - Part 1: General requirements DIN EN 12975-2:2006 Thermische Solaranlagen und ihre Bauteile- Kollektoren- Teil 2: Prüfverfahren DIN EN 12975-2:2006 Thermal solar systems and components - Collectors - Part 2: Test procedure Solar Keymark Specific Scheme Rules Final Version 11.04 December 2009: Specific CEN Keymark Scheme Rules for Solar Thermal Products

7 / 19 4 Sampling; Probenahme Prototype samples Prototyp Samples from pilot production Prüfmuster aus der Pilotfertigung Samples from serial production Prüfmuster aus der Serienproduktion Selection of test samples acc. to Solar Keymark scheme rules Prüfmusterauswahl entsprechend der Solar Keymark Regeln 5 Description of the collector construction; Beschreibung der Kollektorkonstruktion Manufacturer Hersteller Brand name Handelsname Collector Type Kollektortyp Category Kategorie Date of manufacture Produktionsdatum Serial number Seriennummer Drawing number Zeichnungsnummer Ako Tec Produktionsgesellschaft mbh AkoTec OEM Vario 800-10 hp (without reflector) Heat-pipe with absorber panels 2009 910000001 090717/1-5 (all 2009-07-17) Collector & construction: Kollektor & Konstruktion Gross dimensions l x w x t [mm] Bruttofläche l x b x h 2170 x 740 x 117 Absorber dimensions l x w [mm] Absorberfläche l x b x Anzahl 1940 x 84 (47 front + 37 back side) x 10 1 Aperture dimensions l x w [mm] Aperturfläche l x b x Anzahl 1952 x 52.1 x 1010 1 Gross/ aperture/ absorber area [m²] Brutto-/ Apertur-/ Absorberfläche 1.606 / 1.017 / 1.630 1 Weight empty [kg] Leergewicht 24.0 Fluid content [l] Flüssigkeitsinhalt 0.5 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

8 / 19 Absorber: Absorber Construction type Bauart Heat-pipe fin-absorber 2 Material Werkstoff copper 2 Absorber thickness [mm] Absorberdicke 0.12 2 Surface treatment Oberflächenbehandlung Tinox 3 Absorber grid Absorbergeometrie serial 2 Number and diameter of raiser tubes and distance [mm] Anzahl und Durchmesser der Glas- oder Absorberrohre sowie der Rohrabstand 10 * 10 2 75 2 Header/ connections: Sammelleitung/ Anschlüsse Dimensions of header [mm] Dimension der Sammlerleitung 35 2 No. and dimensions of connections Anzahl und Dimension der Anschlüsse 2 2 3/4 " external-thread 2 Cover: Abdeckung Number of covers Anzahl der Abdeckungen Cover thickness [mm] Dicke der Abdeckung 1.7 2 Cover material Material der Abdeckung Solar glass 3 Cover structure Struktur der Abdeckung Anti reflex coating 3 1 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

9 / 19 Reflector: Reflektor Number of Reflectors Anzahl der Reflektoren Reflector dimension and total Area Reflektors Abmaße und Gesamtfläche Reflector material and coating Reflektors Material und Beschichtung Reflector structure Reflektors Struktur und Stärke Reflector wave-length and height Reflektor Wellenlänge und -höhe No reflector used! Thermal insulation: Wärmedämmung Thermal insulation thickness [mm] Dicke der Isolierung 13 2 Insulation material Material der Isolierung Armaflex HT 2 Thermal conductivity [W/(m*K)] Wärmeleitwert 0.042 (40 C) 3 Casing: Gehäuse Casing material Material des Gehäuses aluminium alloy 3 Sealing Dichtung 3 Limit values (given by the manufacturer): Grenzwerte Max. operating temperature [ C] Maximale Betriebstemperatur 160 3 Maximum pressure [kpa] Maximaler Betriebsdruck 1000 3 Heat transfer medium Wärmeträger Water Glycol mixture 3 Other limitations Weitere Einschränkungen 20 90 slope 3 Collector mounting Montagearten on roof and flat roof mounting is possible 3 1 Determinate by test laboratory 2 reviewed manufacturer information 3 according to manufacturer information

10 / 19 6 Measuring results of thermal performance testing; Prüfergebnisse der Leistungsprüfung von Sonnenkollektoren 6.1 Test method according to DIN EN 12975-2:2006 chapter 6.1; Prüfgrundlage entsprechend DIN EN 12975-2:2006 Kapitel 6.1 Serial no. Seriennummer 910000001 Date (Start/End) Datum (Start/Ende) 2010-05-21 2010-06-02 Inspector Prüfer Schaub 6.2 Test conditions; Prüfbedingungen Latitude [ ] Geographische Breite 43 28 Longitude [ ] Geographische Länge 13 04 Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung 35 Collector azimuth [ from south] Kollektorazimut 0 Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren vertical Mass flow [kg/s] Massenstrom 0.0289 Aperture area A a [m²] Aperturfläche 1.017

11 / 19 6.2.1 Test results thermal performance; Prüfergebnisse Wärmeleistung Second order fit to data Ausgleichskurve 2. Ordnung für die Messwerte Q& = A G η 0 a 1 ( t t ) ( t t ) m G a a 2 m G a 2 Conversion factor η 0a [ ] Konversionsfaktor Heat transfer coefficient a 1a [ W/(m²K)] Wärmedurchgangskoeffizient Temp. dependent heat transfer coefficient a 2a [W/(m²K²)] Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient 0.725 ± 0.003 (based on aperture area) 1.724 ± 0.203 (based on aperture area) 0.014 ± 0.003 (based on aperture area) Power curve per collector unit (for G = 1000 W/m²) Leistungskurve pro Kollektormodul 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 η [ ] 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 T*m [K*m²/W] efficiency curve Figure 1: efficiency curve over reduced temperature difference at 1000W/m² irradiation Details of any damage and problems: Einzelheiten hinsichtlich vorhandener Fehler. No visual damages For more details about thermal performance test see Appendix 2.

12 / 19 6.3 Measuring results of time constant testing; Prüfergebnisse der Ermittlung der Zeitkonstante 6.3.1 Test method according to EN 12975-2:2006, chapter 6.1.6.4; Prüfgrundlage entsprechend EN 12975-2:2006; Kapitel 6.1.6.4 Outdoor im freien Indoor indoor Serial no. Seriennummer Date Datum 2009-11-11 Inspector Prüfer 6.3.2 Test conditions; Prüfbedingungen Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung 20 920000013 (detected for 30HP collector) Kottwitz Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren vertical Mass flow [kg/s] Massenstrom 0.035 Aperture area A a [m²] Aperturfläche 3.051 6.3.3 Test results; Prüfergebnisse 1 st Time constant τ 1 [s] 174.8 2 nd Time constant τ 2 [s] 178.6 Collector Time constant τ c [s] Kollektorzeitkonstante 176.7 For more details about time constant test see report for 30 tube collector.

13 / 19 6.4 Calculated effective thermal capacity ( Berechnete effektive Wärmekapazität 6.4.1 Test method according to EN 12975-2:2006, chapter 6.1.6.2; Prüfgrundlage entsprechend EN 12975-2:2006; Kapitel 6.1.6.2 Per collector unit Thermal capacity of the Absorber [kj/k] Wärmekapazität des Absorber 0.14 1.36 Thermal capacity of the heat transfer fluid [kj/k] Wärmekapazität des Wärmeträgers 5.65 1.85 Thermal capacity of the Isolation [kj/k] Wärmekapazität des Isolierung Thermal capacity of the external glazing [kj/k] Wärmekapazität der äußere Verglasung 0.09 0.93 Thermal capacity of the second glazing [kj/k] Wärmekapazität der zweiten Verglasung Per m² aperture area Effective Thermal capacity of the collector Effektive Wärmekapazität des Kollektors 12.63 kj/k 4.14 kj/(k*m²)

14 / 19 6.5 Collector incident angle modifier; Prüfergebnisse der Ermittlung des Einfallswinkel-Korrekturfaktors 6.5.1 Test method according to EN 12975-2:2006, chapter 6.3; Prüfgrundlage entsprechend EN 12975-2:2006; Kapitel 6.3 Serial no. Seriennummer 910000001 Date (Start/ End) Datum (Start/ Ende) 2010-06-03 2010-06-07 Inspector Prüfer Schaub 6.5.2 Test conditions; Prüfbedingungen Latitude [ ] Geographische Breite 43 28 Longitude [ ] Geographische Länge 13 04 Collector tilt [ from horizontal] Kollektorneigung 35 Collector azimuth [ from south] Kollektorazimut 0 Orientation of absorber or pipes Ausrichtung des Absorbers oder der Absorberröhren vertical Mass flow [kg/s] Massenstrom 0.0289 Aperture area A a [m²] Aperturfläche 1.017 6.5.3 Test results; Prüfergebnisse Angle [ ] 10 20 30 40 50 60 70 K θ b longi () [ ] 1.00 1.00 0.99 0.98 0.97 0.94 0.88 K θ b trans () [ ] 1.00 1.01 1.03 1.03 1.05 1.07 0.92 Incidence angle modifier K θ (40.2 / 40.2 ) [ ] Einstrahlwinkel-Korrekturfaktor 1.024 (based on aperture area) Requisite additional information for incident angle modifier: Erforderliche Zusatzinformationen zu dem Einfallswinkel-Korrekturfaktor: The IAM was detected according to DIN EN 12975 Chapter 6.3.6. Figure A1.3 shows the quasi dynamic evaluation as well as measured steady state points.

15 / 19 7 General remarks; Bemerkungen All results only refer to the test samples that were subjected to testing. The extended total measuring uncertainty for the outdoor performance test is: η ± 2.8 % (for irradiation levels above 800 W/m²) To minimize back side reflectivity during thermal performance test, a black plastic film with low reflectivity (< 20%) was used! If identically evacuated tubes with only one side coating will be used, the following results based only on front side absorber area will occur: Thermal performance test results based only on front side absorber area (0.912 m²) and mean collector temperature: Second order fit to data Ausgleichskurve 2. Ordnung für die Messwerte Q& = A A G η 0 A a 1A ( ti t ) ( tn t ) G a a 2 A G a 2 Conversion factor η 0A [ ] Konversionsfaktor Heat transfer coefficient a 1A [ W/(m²K)] Wärmedurchgangskoeffizient Temp. dependent heat transfer coefficient a 2A [W/(m²K²)] Temperaturabhängiger Wärmedurchgangskoeffizient 0.808 ± 0.003 (based on absorber area and mean temp.) 1.923 ± 0.226 (based on absorber area and mean temp.) 0.016 ± 0.004 (based on absorber area and mean temp.)

Date YYYY-MM-DD 2010-05-31 2010-05-31 2010-05-31 2010-05-31 2010-05-24 2010-05-24 2010-05-24 2010-05-24 2010-06-07 2010-06-07 2010-06-07 2010-06-07 2010-06-01 2010-06-01 2010-06-01 2010-06-01 UTC hh:mm 10:41 10:51 11:01 11:11 14:12 14:22 14:32 14:42 13:04 13:14 11:34 13:24 11:39 11:50 12:11 12:21 G W/m² 1007 1002 1003 1003 878 888 914 925 946 936 955 930 1009 1010 1004 1005 Performance results, measured and derived data G/G d EL % W/m² 0.13-0.13-0.15-0.17-0.13-0.13-0.12-0.11-0.11-0.11-0.10-0.11-0.07-0.07-0.07-0.06 - t a C 25.04 25.37 25.23 25.92 27.36 27.74 27.28 27.33 30.76 30.69 29.62 30.77 25.66 25.37 26.24 25.92 U ṁ m/s kg/s 3 0.0292 3 0.0292 3 0.0291 3 0.0291 3 0.0309 3 0.0308 3 0.0309 3 0.0308 3 0.0275 3 0.0274 3 0.0281 3 0.0274 3 0.0293 3 0.0292 3 0.0290 3 0.0288 t in t m C C 21.03 24.06 21.04 24.06 21.04 24.08 21.07 24.11 42.89 45.29 42.87 45.30 42.82 45.31 42.79 45.31 70.85 73.41 70.75 73.28 70.63 73.19 70.73 73.23 86.56 88.90 86.57 88.90 86.80 89.14 86.86 89.22 t m -t a K -0.98-1.31-1.15-1.81 17.93 17.56 18.03 17.98 42.65 42.59 43.57 42.46 63.24 63.54 62.91 63.29 T*m m²k/w -0.00097-0.00131-0.00115-0.00181 0.02043 0.01978 0.01973 0.01944 0.04510 0.04553 0.04561 0.04565 0.06266 0.06292 0.06267 0.06300 Q W 740.6 738.7 739.2 740.6 619.2 625.5 641.0 648.9 589.6 581.3 602.8 573.8 579.4 576.1 574.2 573.9 η A % 0.723 0.725 0.724 0.726 0.694 0.693 0.690 0.690 0.613 0.611 0.621 0.607 0.565 0.561 0.562 0.562 Appendix 2: Thermal performance test results Evaluation of steady state collector test based on aperture area and mean temperature of heat transfer fluid (multi linear regression/ simulation) 16 / 19 16

17 / 19 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 η [ ] 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0-0.01 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 T*m [K*m²/W] efficiency curve measurement points Figure A1.1: efficiency curve over reduced temperature difference at 1000W/m² irradiation 1.0 0.9 0.8 0.7 0.6 η [ ] 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0.00 0.01 0.02 0.03 0.04 0.05 0.06 0.07 0.08 0.09 0.10 T*m [K*m²/W] efficiency curve Figure A1.2: efficiency curve over reduced temperature difference at 800W/m² irradiation

18 / 19 1.2 1.0 incidence angle modifier [ ] 0.8 0.6 0.4 0.2 longi trans measurement points (steady state) 0.0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 incidence angle [ ] Figure A1.3: incidence angle modifier over incidence angle 800 700 output power [W/collector unit] 600 500 400 300 200 100 0 0 10000 20000 30000 40000 50000 60000 70000 80000 90000 timecode [s] Q_Measure [W] Q_Reg [W] Figure A1.4: measured and simulated power during incidence angel determination

19 / 19 Appendix 3: Photo documentation Fig. 1: performance test