KTB Nr.: 2010-22-k2 Testbericht zur Messung nach EN 12975-1,2:2006 Report of measurement according to EN 12975-1,2:2006 für/for: Zhejiang Shentai Solar Energy Co., Ltd, China Kollektorbezeichnung/brand name: Suntask SR30-58/1800 Ausstellungsdatum/date of issue: 30th September 2010 Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE Heidenhofstraße 2, 79110 Freiburg, Germany T +49 (0)761-4588-5354 F +49 (0)761-4588-9000 testlab-sts@ise.fraunhofer.de www.kollektortest.de Akkreditiert nach DIN EN ISO/IEC 17025:2005 Accredited according to DIN EN ISO/IEC 17025:2005 Registriernummer: DAP-PL-3926.00
Contents 1 Überblick - Overview 4 1.1 Vorbemerkung - Preliminary remark.............. 4 1.2 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurements... 4 1.3 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurements... 4 1.4 Zusammenfassung -Summary statement........... 5 2 Hersteller/Anbieter - Manufacturer/Provider 6 3 Leistungsermittlung - Performance measurement 7 3.1 Berechnungsverfahrens - Calculation method......... 7 3.2 Schematische Darstellung des Prüfkreislaufes - Schematic of the testing loop.......................... 8 3.3 Leistungsmessung - Measurement of power output...... 9 3.4 Winkelkorrekturfaktor - Incidence angle modifier (IAM).... 11 3.5 Effektive Wärmekapazität - Effective thermal capacity.... 11 4 Maximale Stagnationstemperatur - max. stagnation temperature 12 5 Beschreibung des Kollektors - Description of the collector 13 6 Darstellung des Kollektors - Design of the collector 18 7 Dokumentation des Kollektors - Documentation of the collector 20 7.1 Typenschild - Type plate..................... 20 7.2 Installationsanleitung - Installation guidelines......... 21 7.3 Konstruktionszeichnungen - Constructional drawings..... 22 8 Innendruckprüfung des Absorbers - Internal pressure test 23 9 Hochtemperaturbeständigkeit -High temperature resistance test 24 10 Expositionsprüfung - Exposure test 25 11 Äußere Temperaturwechselprüfung - External thermal shock tests 27 Page 2 of 34
12 Innere Temperaturwechselprüfung - Internal thermal shock tests 28 13 Prüfung auf eindringendes Regenwasser - Rain penetration test 29 14 Prüfung der Frostbeständigkeit -Freeze resistance test 30 15 Mechanische Belastungprüfung - Mechanical load test 31 16 Endkontrolle - Final inspection 33 17 Anmerkung zum Prüfbericht - Annotation to the test report 34 Page 3 of 34
1 Überblick - Overview 1.1 Vorbemerkung - Preliminary remark Die Messungen wurden nach EN 12975-1,2:2006 durchgeführt. The measurements have been performed according to EN 12975-1,2:2006. Die Messungen wurden unter Einhaltung der SolarKeymark Scheme Rules (Version 10.07 vom Februar 2009) durchgeführt. The measurements have been performed in accordance with the SolarKeymark scheme rules (version 10.07 of February 2009) 1.2 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurements 1.3 Ablauf der Messungen - Schedule of the measurements Position Item Datum Date Kollektor-Identifikations-Nr. Collector-identification-no. Satus Status Anlieferung Delivery Innendruckprüfung Internal pressure test Hochtemperatur-beständigkeitsprüfung High temperature resistance test Expositionsprüfung Exposure test 1. Äussere Temperaturwechselprüfung 1st external thermal shock test 2. Äussere Temperaturwechselprüfung 2nd external thermal shock test 1. Innere Temperaturwechselprüfung 1st internal thermal shock test 2. Innere Temperaturwechselprüfung 2nd internal thermal shock test Prüfung auf eindringendes Regenwasser Rain penetration test Prüfung der Frostbeständigkeit Freeze resistance test Mechanische Belastungsprüfung Mechanical load test Stagnationstemperatur Stagnation temperature Endkontrolle Final inspection Dokumentation des Kollektors Documentation of the collector 06.07.2009 05.10.2010 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 in Ordnung okay 14.07.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 24.08.2009 24.06.2010 14.08.- 07.10.2009 20.05.- 21.07.2010 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 in Ordnung okay in Ordnung okay 25.08.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 07.10.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 19.08.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 10.09.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 09.09.2009 21.07.2010 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 in Ordnung okay nicht erforderlich not relevant 07.10.2009 222-KT-69-07-072009 in Ordnung okay 24.08.2009 222-KT-69-07-072009 208 C 27.10.2009 21.07.2010 geprüft checked 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 in Ordnung okay Vollständig complete Page 4 of 34
Position Item Datum Date Kollektor-Identifikations-Nr. Collector-identification-no. Satus Status Leistungsparameter Performance parameters 25.06.2010-28.06.2010 222-KT-69-08-052010 abgeschlossen done Winkelkorrekturfaktor and incidence angle modifier 25.06.2010-28.06.2010 222-KT-69-08-052010 abgeschlossen done Effektive thermische Kapazität Effective thermal capacity berechnet determined 222-KT-69-07-072009 abgeschlossen done 1.4 Zusammenfassung -Summary statement Während der Messungen traten keine Komplikationen auf. No complications occured while performing the measurements. Page 5 of 34
2 Hersteller/Anbieter - Manufacturer/Provider Hersteller/Anbieter: Manufacturer/Provider: Zhejiang Shentai Solar Energy Co., Ltd No. 199 Lianhong Road Yuanhua Industry Zone 314416 Haining China Tel: +86 573-87861111 Fax: +86-573-87862577 E-mail: info@shen-tai.com Page 6 of 34
3 Leistungsermittlung - Performance measurement 3.1 Berechnungsverfahrens - Calculation method Die funktionale Abhängigkeit des Wirkungsgrades von den meteorologischen und den systemtechnischen Betriebsgrößen kann durch folgende mathematische Beziehung dargestellt werden: The functional dependence of the collector efficiency on the meteorological and system operation values can be represented by the following equation: η (G,(tm t a) ) = η 0 a 1a t m t a G a (t m t a ) 2 2a G (1) (a = bzgl. der Aperturfläche - based on aperture area) t m = t e + t in 2 (2) mit - where: G = Globalstrahlung in Kollektorebene - Global irradiation (W/m 2 ) t in = Kollektoreinlasstemperatur - Collector inlet temperature ( C) t e = Kollektorauslasstemperatur - Collector outlet temperture ( C) t a = Umgebungstemperatur - Ambient temperature ( C) Die Koeffizienten η 0, a 1a und a 2a haben folgende Bedeutung: The coefficients η 0, a 1a and a 2a have the following meaning: η 0 : η 0 : Wirkungsgrad ohne thermische Verluste, d.h. bei mittlerer Wärmeträgertemperatur gleich Umgebungslufttemperatur: Efficiency without heat losses, which means that the mean collector fluid temperature is equal to the ambient temperature: t m = t a (3) a 1a ; a 2a : a 1a ; a 2a : Die Koeffizienten a 1a und a 2a beschreiben den Wärmeverlust des Kollektors. Die auf die Aperturfläche bezogenen hermischen Gesamtverluste des Kollektors werden durch die folgende Gleichung beschrieben: The coefficients a 1a and a 2a describe the heat loss of the collector. The temperature depedency of the collector heat loss is described by: a 1a + a 2a (t m t a ) (4) Page 7 of 34
3.2 Schematische Darstellung des Prüfkreislaufes - Schematic of the testing loop Kollektor T out 1 Kollektor T out 2 08 06 Querstromgebläse T wind v wind T in 1 T amb Querstromgebläse T wind v wind T in 2 T amb 10 07 09 11 12 13 16 20 26 22 25 MID Tmp 1 MID 17 21 19 18 43 44 Tmp 2 24 23 14 15 27 31 34 37 40 41 30 32 33 35 36 38 Prozesskühlanlage Figure 1: Schematische Darstellung des Prüfkreislaufs - schematic of the testing loop Page 8 of 34
3.3 Leistungsmessung - Measurement of power output Die Wärmeleistung wurde nach folgendem Prüfverfahren geprüft: The measurement of thermal performance has been performed according to the following method of testing: Im Freien - quasi stationäre Bedingungen Outdoors - steady state conditions Geographische Breite 48.0 Latitude Geographische Länge 7.8 Longitude Kollektorazimut nachgeführt Azimuth of collector tracked Anstellwinkel nachgeführt zwischen 35 und 55 tilt angle tracked between 35 and 55 Mittlere Einstrahlung 939 W/m 2 Mean irradiation Mittlere Windgeschwindigkeit 3 m/s Mean wind speed Mittlere Durchströmung 201 kg/h Mean flow rate Art des Wärmeträgers Wasser Heat transfer fluid Water Leistungsparameter - Efficiency parameter Die dargestellten Parameter beziehen sich auf folgende Flächen: The calculated parameters are based on following areas: Aperturfläche Absorberfläche aperture area absorber area A a = 2.806 m 2 A A = 2.448 m 2 η 0a = 0.735 η 0A = 0.842 a 1a = 1.349 W/m 2 K a 1A = 1.546 W/m 2 K a 2a = 0.0151 W/m 2 K 2 a 2A = 0.0173 W/m 2 K 2 Die Berechnung der Standardabweichung wurde gemäß ENV 13025:1999 (GUM) durchgeführt. Basierend auf dieser Berechnung beträgt die Standardunsicherheit der ermittelten Wirkungsgrade 0,02. Die angegebene Unsicherheit ist eine erweiterte Unsicherheit, die auf einer Standardunsicherheit von 0,01 multipliziert mit einem Erweiterungsfaktor k=2 basiert, was ein Vertrauensniveau von ca. 95 % ergibt. (EAL-G23, 08/96 Rev01) The determination of the standard deviation was performed according to ENV 13025:1999 (GUM). Based on this calculation method the standard uncertainty of measured efficiency values results to 0.02. This uncertainty is an expanded measurement uncertainty. It is calculated using the standard uncertainty of 0.01 multiplied with the expansion factor of k=2. This results in a confidence range of about 95%. (EAL-G23, 08/96 Rev01) Page 9 of 34
Leistung je Kollektormodul - Power output per collector module 3000 2800 2600 Gelieferte Energie pro Kollektormodul [W] 2400 2200 2000 1800 1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 t m -t a [K] Figure 2: Leistungskurve des Moduls Suntask SR30-58/1800 bei 1000 W/m 2 - power output curve of the module Suntask SR30-58/1800 at 1000 W/m 2 t m t a [K] 400 [W/m 2 ] 700 [W/m 2 ] 1000 [W/m 2 ] 0 825 1444 2062 10 783 1402 2020 30 673 1292 1911 50 530 1148 1767 70 352 971 1590 Spitzenleistung (G = 1000 W/m 2 ) je Kollektormodul Maximum power output per collector module 2062 W Anmerkung: Die angegebenen Werte gelten für senkrechte Solarstrahlung Annotation: The values given are valid for radiation of normal incidence Page 10 of 34
3.4 Winkelkorrekturfaktor - Incidence angle modifier (IAM) θ: 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 K θl : 1.00 1.00 1.00 0.99 0.97 0.93 0.85 0.71 0.46 0.00 K θt : 1.00 1.01 1.03 1.11 1.25 1.39 1.25 1.08 0.63 0.00 Table 1: IAM Werte - IAM data Hinweise - Annotation: Der Winkelkorrekturfaktor ist der Faktor, mit dem die Abhängigkeit der Kollektorleistung vom Einstrahlwinkel der Solarstrahlung berücksichtigt wird. The IAM is the factor that describes the dependence of the collector output on the incidence angle of the solar radiation. Der IAM wurde für fett gedruckten Winkel gemessen. Alle anderen Winkel zur Bestimmung des IAM, wie sie in Tabelle 1 angegeben sind wurden berechnet. The IAM was measured for the bold printed angles. All other angles for the IAM in table 1 were calculated. 3.5 Effektive Wärmekapazität - Effective thermal capacity Die Wärmekapazität des Sonnenkollektors wurde nach Kapitel 6.1.6.2 von EN 12975-2:2006 berechnet. Als Wärmeträgermedium wurde ein Wasser/Glykolgemisch im Verhältnis von 2/1 bei 50 C zugrunde gelegt. The effective thermal capacity of the collector is calculated according to section 6.1.6.2 of EN 12975-2:2006. For the heat transfer fluid a mixture 2/1 of water/propylenglycol at a temperature of 50 C has been chosen. Effektive thermische Kapazität: Effective thermal capacity: Spezifische effektive thermische Kapazität: 46.11 kj/k 16.43 kj/k m 2 A a Specific effective thermal capacity: Page 11 of 34
4 Maximale Stagnationstemperatur - max. stagnation temperature Die Stagnationstemperatur wurde im Außenverfahren bestimmt. Dabei wurde der Kollektor gemäß EN 12975-2 unbefüllt einer Einstrahlung von 1000 W/m 2 ± 10% ausgesetzt. Die gemessenen Daten sind in der folgenden Tabelle dargestellt. Zur Bestimmung der Stagnationstemperatur für die Randbedingungen von einer Einstrahlung von 1000 W/m 2 und einer Umgebungstemperatur von 30 C gilt folgende Formel: The max. stagnation temperature was measured outdoors. The collector was therefor exposed to an irradiance of 1000 W/m 2 ± 10%. The collector was empty and the absorber prevented against cooling by circulation. The measured data are shown in the table below. To determine the stagnation temperature, these data were extrapolated to an irradiance of 1000 W/m 2 and an ambient temperatur of 30 C. The calculation is as follows: t s = t as + G s G m (t sm t am ) (5) t s : max. Stagnationstemperatur - max. stagnation temperature t as : 30 C G s : 1000 W/m 2 G m : gemessene Einstrahlung in Kollektorebene - t sm : t am : measured solar irradiance on collector plane gemessene Absorbertemperatur - measured absorber temperature gemessene Umgebungstemperatur - measured surrounding air temperature Einstrahlung Umgebungs- Absorbertemperatur temperatur Irradiance Surrounding air Absorber temperature temperature [W/m 2 ] [ C] [ C] 1000 29.7 209.7 1004 29.8 208.5 999 30 207 1003 30.6 207.8 Die resultierende maximale Stillstandstemperatur ist: The resulting max. stagnation temperature is: 208 C Page 12 of 34
5 Beschreibung des Kollektors - Description of the collector Allgemeines - Preface Kollektortyp Collector technology Funktionsweise opperating mode Art der Vakuumröhre Kind of vacuum tube Vakuumröhrenkollektor Evacuated tube collector Heat-Pipe-Kollektor heat-pipe collector Sydney-Röhre sydney tube Bruttofläche 1.980 x 2.314 = 4.582 m 2 * total area Tiefe 125 mm * Depth Aperturfläche [L x B] 2.806 m 2 ** Aperture area [l x w] Absorberfläche [L x B] 2.448 m 2 *** Absorber area [l x w] Kollektor-Identifikations-Nr.: collector-identification-no.: Funktionsprüfungen function tests: Leistungsprüfung 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 222-KT-69-07-072009 222-KT-69-08-052010 efficiency tests: = Herstellerangabe - manufacturer specification = projezierte, Innenfläche der Außenröhre - projected inside area of the outer glas tube = projezierte, Außenfläche der inneren Röhre -projected outside area of the inner glas tube Page 13 of 34
Abdeckung (Außenröhre) Cover (outer tube) Außendurchmesser Außenröhre Outer diameter of the outer glass tube Stärke der Außenröhre Thickness of the cover tube Länge der Außenröhre Length of the outer glass tube Abstand zwischen zwei Röhren Distance between two tubes Werkstoff der Außenröhre Material of the cover tube 58 mm 1.6 mm 1800 mm 75 mm Transmission der Abdeckung 95 % Transmission of the cover Absorber (Innenröhre) Absorber (inner glass tube) Außendurchmesser der Innenröhre Outer diameter of the inner glass tube Stärke der inneren Glasröhre Thickness of the inner glass tube Länge der Innenröhre Length of the inner glass tube Werkstoff des innenren Glasröhre Material of the inner glass tube Absorberbeschichtung Kind of absorber coating Borosilikatglas borosilicate glass 47 mm 1.6 mm 1755 mm Absorptionsgrad, α 95 % absorption coefficient Emissionsgrad, ε 8 % thermal emsision coefficient * = Herstellerangabe - manufacturer specification Borosilikatglas borosilicate glass 3 target magnetron sputtering plation Page 14 of 34
Wärmeleitbleche - Contact Sheets Länge des Wärmeleitblechs 1620 mm Length of the heat contact sheet Breite des Wärmeleitblechs 250 mm Width of the heat contact sheet Stärke des Wärmeleitblechs 0.25 mm Thickness of the heat contact sheet Werkstoff der Wärmeleitbleche Aluminium MAterial of the heat contact sheets aluminium Anzahl Wärmeleitbleche 30 Number of heat contact sheets Wärmerohre - Heat-Pipes Außendurchmesser der Wärmerohre 8 mm Outer diameter of the heat-pipes Innendurchmesser der Wärmerohre 6.6 mm Inner diameter of the heat-pipes Länge der Wärmerohre 1780 mm Length of the heat-pipes Werkstoff der Wärmerohre Kupfer Material of the heat-pipes copper Anzahl der Wärmerohre 30 Number of heat-pipes Page 15 of 34
Sammelrohr - Manifold Tube Außendurchmesser der Sammelrohre 42 mm Outer diameter of manifold tube Innendurchmesser der Sammelrohre 40 mm Inner diameter of manifold tubes Länge der Sammelrohre 2370 mm Length of manifold tubes Werkstoff der Sammelrohre Kupfer Material of manifold tubes copper Anzahl der Sammelrohre 1 Number of manifold tubes Sammlergehäuse - Manifold Casing Gehäusewerkstoff Material of the casing Werkstoff der seitlichen Abdeckung Material of the sidewise cover Wärmedämmung - Thermal insulation Dicke der Wärmedämmung im Sammlergehäuse Thickness of the insulation in the manifold casing Material der Wärmedämmung Material of insulation Aluminium aluminium Nylon nylon 30 mm Glasfaser glass fibre Wärmeträger - Heat transfer fluid Typ Wasser / Glykol (50 / 50) Type water / glycol (50 / 50) Spezifikationen (Additive usw.) k.a. Specification n.s. * = Herstellerangabe - manufacturer specification Page 16 of 34
Grenzwerte - Limitations Maximale Betriebstemperatur Max. operation temperature Maximaler Betriebsdruck Max. operation pressure Maximale Windlast Max. wind load Empfohlener Anstellwinkel Recommended tilt angle Empfohlener Volumenstrom Recommended flow range k.a. 1200 kpa k.a. 15-85 120 l/h Kollektorbefestigung - Collector mounting Flachdach - Aufständerung + Flat roof - angular rack Geneigtes Dach - Aufdach + Sloped roof - on roof Geneigtes Dach - Indach - Sloped roof - integrated in roof Fassade - Facade * = Herstellerangabe - manufacturer specification Page 17 of 34
6 Darstellung des Kollektors - Design of the collector Figure 3: Darstellung des Kollektors Suntask SR30-58/1800 - schematic of the collector Suntask SR30-58/1800 Page 18 of 34
Figure 4: Schnittzeichnungen des Kollektors Suntask SR30-58/1800 - cut drawings of the collector Suntask SR30-58/1800 Page 19 of 34
7 Dokumentation des Kollektors - Documentation of the collector 7.1 Typenschild - Type plate Hinweis: Das Typenschild des Kollektors wurde auf Übereinstimmung mit den nach EN 12975-1, Kap 7.2 geforderten Angaben überprüft. Annotation: The type plate of the collector was checked for conformity with the requirements given in EN 12975-1, Chap. 7.2. Position Angabe Status Item Specification Status Hersteller Zhejiang Shentai Solar Energy Co.,Ltd + Manufacturer Kollektorbezeichnung SR30 + Brand name Seriennummer - Serial number Herstellungsjahr - Year of production Bruttofläche [L x B] 4.57 m 2 + Cross area [l x w] max. Betriebsdruck 1200 kpa + Max. operating pressure Stagnationstemperatur bei Stagnation temperature at G glob = 1000W/m 2, t amb = 30 C 225 C + Absorbervolumen 1.97 l + Volume of absorber Leergewicht 103 kg + Weight (empty) Hergestellt in China + Made in (+) = in Ordnung - okay (-) = unzureichend - not sufficient Page 20 of 34
7.2 Installationsanleitung - Installation guidelines Hinweis: Die Installationsanleitung des Kollektors wurde auf Übereinstimmung mit den nach EN 12975-1, Kap 7.3 geforderten Angaben überprüft. Annotation: The installation guidlines were checked for conformity with the requirements given in EN 12975-1, Chap. 7.3. Position Item Maße und Gewicht des Kollektors + Dimensions and weight of the collector Beschreibung des Montageverfahrens + Description of mounting Empfehlung zum Blitzschutz + Recommendation on lightning protection Anweisung zur Verbindung der Kollektoren untereinander und für den Anschluss eines Kollektorfeldes an den Wärmeträgerkreislauf, sowie die Maße für Rohranschlüsse bei Kollektorgruppen bis 20m 2 + Instructions about the coupling of the collectors to one another and the connection of the collector field to the heat transfer circuit, including dimensions of pipe connections for collector arrays up to 20 m 2 Empfehlungen hinsichtlich der verwendbaren Wärmeträgermedien, sowie Vorsichtsmaßnahmen beim Füllen, Betrieb und Wartung + Recommendations about the heat transfer media which may be used and precautions to be taken during filling, operation and service Max. Betriebsdruck + Max. operating pressure Druckabfall - Pressure losses Max. und min. Neigungswinkel + Max. and min. mounting angle Max. Wind und Schneelast + Max. wind or snow load Wartungsanforderungen + Requirements for maintainance (+) = in Ordnung - okay (-) = unzureichend - not sufficient Status Status Hinweis: Die gesamte Dokumentation des Kollektors ist dem Verbraucher in seiner Landessprache zur Verfügung zustellen. Annotation: Documentation concerning personal safety, maintenance and handling of the product shall be made available to the customer in his national language Page 21 of 34
7.3 Konstruktionszeichnungen - Constructional drawings Baugruppe Zeichnungsnummer Status Assembly Drawing number Status Kollektor keine Zeichnungsnummer - Collector no drawing no. Sammelrohr GB/T19141-2003 + Manifold tube Gehäuse GB/T19141-2003 + Header Geäuse Seitenansicht GB/T19141-2003 + Header, lateral view Kollektorbefestigung GB/T19141-2003 + mountings Dichtring GB/T19141-2003 + gasket Vakuumröhre GB/T19141-2003 + vacuum tube Page 22 of 34
8 Innendruckprüfung des Absorbers - Internal pressure test Max. Betriebsdruck: Max. pressure: Prüftemperatur: Testing temperature: Prüfdruck: Testing pressure: Prüfdauer: Testing duration: 1200 kpa 22.6 C 1800 kpa (1,5-facher max. Druck) (1.5 times max. pressure) 15 min Ergebnis - Result: Während und nach dem Test konnten keine Undichtigkeiten Ausbauchungen und Verwindungen festgestellt werden. During and after the test no leakage, swelling or distortion was observed or measured. Page 23 of 34
9 Hochtemperaturbeständigkeit -High temperature resistance test Testmethode: Method: Kollektoranstellwinkel: Collector tilt angle: Außenprüfung Outdoor testing 45 Mittlere Einstrahlung: 1001.0 W/m 2 Average irradiance during test: Mittlere Umgebungstemperatur: Average ambient air temperature: Mittlere Windgeschwindigkeit: Average ambient air speed: Mittlere Absorbertemperatur: Average absorber temperature: Dauer der Prüfung: Duration of test: 30.1 C < 1.0 m/s 208.0 C 1 h Ergebnis - Result: Am Kollektor konnten keine besonderen Alterungserscheinungen, Schrumpfen, Gasbildung und Verformungen festgestellt werden. No degradation, shrinkage, outgassing and distortion was observed or measured at the collector. Page 24 of 34
10 Expositionsprüfung - Exposure test Der Kollektoranstellwinkel betrug 45, die Kollektorausrichtung Süden. Tabelle 2 zeigt die Daten aller Testtage der Expositionsprüfung. The collector tilt angle was 45 facing south. Table 2 shows all test days of the exposure test. Ergebnis - Result: Die Anzahl der Testtage, an denen die Einstrahlungssumme größer 14 MJ/m 2 d gemessen wurde, waren 38 Tage. Die Summe der Zeitabschnitte, bei denen die Einstrahlung G höher als 850 W/m 2 und die Umgebungstemperatur t a über 10 C lag, waren 55 Stunden. The number of days when the daily global irradiance was more than 14 MJ/m 2 d was 38. The periods when the global irradiance G was higher than 850 W/m 2 and the surrounding air temperature t a was higher than 10 C was 55 h. Die Bewertung findet in Kapitel 16 "Endkontrolle" statt. The evaluation is described in the chapter 16 "Final inspection". H: Tägliche Einstrahlungssumme Sum of daily global irradiation gültiger Abschnitt: Abschnitt, wenn die Einstrahlung G höher als 850 W/m 2 und die Umgebungslufttemperatur t a höher als 10 C war valid period: Periods when the global irradiance G is higher than 850 W/m 2 and the ambient air temperature t a is higher than 10 C t a : Umgebungslufttemperatur Surrounding air temperature Regen: Tägliche Regenmenge [mm] rain: Daily rain [mm] Date H valid period t a rain [MJ/m 2 ] [h] [ C] [mm] 20/05/10 4.4 0.0 9.6 2.0 21/05/10 6.3 0.0 12.1 20.0 22/05/10 26.6 3.7 16.4 0.0 23/05/10 27.4 3.7 18.2 2.0 24/05/10 27.8 4.1 22.3 6.0 25/05/10 26.4 3.9 24.2 0.0 26/05/10 13.3 1.0 19.2 2.0 27/05/10 18.6 2.0 17.3 6.0 28/05/10 15.6 1.5 17.1 0.0 29/05/10 23.2 3.0 17.6 0.0 30/05/10 9.8 0.3 15.5 0.0 31/05/10 10.4 0.1 12.6 0.0 01/06/10 11.8 0.2 14.8 1.0 02/06/10 8.2 0.0 15.2 0.0 03/06/10 6.5 0.0 14.9 0.0 04/06/10 24.5 2.3 20.5 4.0 Page 25 of 34
05/06/10 27.5 4.0 22.7 0.0 06/06/10 15.8 0.6 22.5 0.0 07/06/10 24.2 3.6 20.7 0.0 08/06/10 15.6 1.1 20.3 0.0 09/06/10 21.6 1.6 22.4 2.0 10/06/10 24.0 2.4 22.8 0.0 11/06/10 12.9 0.9 21.9 2.0 12/06/10 12.6 0.3 20.5 0.0 13/06/10 7.1 0.0 15.8 0.0 14/06/10 20.8 1.6 18.2 0.0 15/06/10 12.7 0.9 17.6 0.0 16/06/10 5.0 0.0 16.3 0.0 17/06/10 6.3 0.0 15.7 6.0 18/06/10 11.4 0.1 16.8 21.0 19/06/10 11.0 0.6 12.4 0.0 20/06/10 10.6 0.1 12.1 0.0 21/06/10 17.1 0.7 13.3 12.0 22/06/10 16.1 0.6 15.1 0.0 23/06/10 20.7 1.2 17.7 0.0 24/06/10 27.0 3.7 20.1 0.0 29/06/10 25.1 3.1 25.2 0.0 30/06/10 22.8 1.2 24.3 0.0 01/07/10 24.0 0.0 25,3 0.0 02/07/10 26,1 2,6 27,5 0.0 03/07/10 18,3 0,6 27,8 0.0 04/07/10 19,2 0.0 24,1 0.0 05/07/10 26,6 3,7 23,7 3.0 06/07/10 23,5 0,6 21,5 0.0 07/07/10 26,8 3,6 22,3 0.0 08/07/10 26,8 3,5 26,1 0.0 09/07/10 22,9 0.0 27,6 0.0 10/07/10 25,4 0,6 28,9 0.0 11/07/10 21,6 0.0 27,5 0.0 12/07/10 21,3 2,3 25,8 10.0 13/07/10 24.0 0,6 24,2 0.0 14/07/10 25,5 3,2 28,1 2.0 15/07/10 24.0 2.0 23,1 0.0 16/07/10 27,3 3,7 26.0 0.0 17/07/10 7,5 0.0 20,5 4.0 18/07/10 24,9 0,6 20,3 0.0 Table 2: Tab. Expositionstage - Exposure days Page 26 of 34
11 Äußere Temperaturwechselprüfung - External thermal shock tests Prüfbedingungen: 1. Test 2. Test Test conditions: 1st test 2nd test Außenprüfung: ja ja Outdoors: yes yes Prüfung kombiniert mit Expositionsprüfung: ja ja Test combined with exposure test: yes yes Prüfung kombiniert mit Hochtemerpaturbeständigkeitsprüfung: nein nein Test combined with high temperatur resistance test: no no Neigungswinkel des Kollektors: 45 45 Collector tilt angle: Mittlere Bestrahlungsstärke während der Prüfung: 948.0 W/m 2 856.6 W/m 2 Average irradiance during test period: Mittlere Umgebungstemperatur während der Prüfung: 26.7 C 27.7 C Average ambient temperature during test period: Zeitdauer, während der vor dem äußeren Temperaturwechsel stationäre Bedingungen eingehalten wurden: 1 h 1 h Period during which the required operating conditions were met prior to external thermal shock: Volumendurchfluss des Sprühwassers: 0.05 l/m 2 s 0.05 l/m 2 s Flowrate of spraying water: Temperatur des Sprühwassers: 16.5 C 14.9 C Temperature of spraying water: Sprühdauer: 15 min 15min Duration of spraying water: Absorbertemperatur unmittelbar 206.4 C 194.5 C vor dem Besprühen: Absorber temperature immediately prior to spraying water: Ergebnis - Result: Während oder nach den Prüfungen konnten keine Risse, Verformungen, Kondensation oder eindringendes Regenwasser festgestellt werden. No cracking, distortion, condensation or water penetration was observed or measured at the collector. Page 27 of 34
12 Innere Temperaturwechselprüfung - Internal thermal shock tests Prüfbedingungen 1. Test 2. Test Test conditions 1st test 2nd test Außenprüfung: ja ja Outdoors: yes yes Prüfung kombiniert mit Expositionsprüfung: ja ja Test combined with exposure test: yes yes Prüfung kombiniert mit Hochtemperaturbeständigkeitsprüfung: nein nein Test combined with high temperature resistance test: no no Neigungswinkel des Kollektors: 45 45 Collector tilt angle: Mittlere Bestrahlungsstärke während der Prüfung: 956.5 W/m 2 949.0 W/m 2 Average irradiance during test: Mittlere Umgebungstemperatur während der Prüfung: 30.9 C 24.4 C Average ambient air temperature during test: Zeitdauer, während der vor dem inneren Temperaturwechsel stationäre Bedingungen eingehalten wurden: 1 h 1 h Period during which the required operating conditions were maintained prior to internal thermal shock: Massendurchfluss des Wärmeträgerfluids: 0.02 kg/m 2 s 0.02 kg/m 2 s Flowrate of heat transfer fluid: Temperatur des Wärmeträgerfluids: 19.0 C 19.1 C Temperature of heat transfer fluid: Strömungsdauer des Wärmeträgerfluids: 5 min 5 min Duration of heat transfer fluid flow: Absorbertemperatur unmittelbar vor dem Durchfluss des Wärmeträgerfluids: 210.4 C 200.3 C Absorber temperature immediately prior to heat transfer fluid flow: Ergebnis - Result: Während oder nach den Prüfungen konnte keine Risse, Verdrehung, Verformung oder eingedrungenes Wasser festgestellt werden. No cracking, distortion, deformation or water penetration was observed or measured at the collector. Page 28 of 34
13 Prüfung auf eindringendes Regenwasser - Rain penetration test Kollektor befestigt auf: Collector mounted on: Verfahren: Method: Volumendurchfluss des Sprühwassers: Flowrate of water spray: Sprühdauer: Duration of water spraying: Beurteilung: Evaluation offenem Rahmen Open frame Kondensationsgradverfahren Condensation level method 0.05 l/m 2 s 4 h Messen des Kondensationsgrades und der austretenden Wassermenge Measuring of the condensation level and the water quantity that comes out of the collector Ergebnis - Result: Während oder nach den Prüfungen konnte kein eindringendes Regenwasser festgestellt werden. No water penetration was observed or measured at the collector. Page 29 of 34
14 Prüfung der Frostbeständigkeit -Freeze resistance test Die Prüfung der Frostbeständigkeit ist nicht erforderlich, da der Hersteller den Einsatz des Kollektors mit einem Frostschutzmittel vorschreibt. The freeze resistance test is not relevant, because the manufacturer suggests a application of the collector only with a freeze resistance fluid. Page 30 of 34
15 Mechanische Belastungprüfung - Mechanical load test Überdruckprüfung der Kollektorabdeckung Positive pressure test of the collector cover Der Druck (entsprechend einer positiven Druckbelastung durch Schnee oder Wind) wurde in Schritten von 250 Pa bis zur maximalen Druckbelastung gesteigert. The positive pressure (according to a positive pressure load caused by snow or wind) was increased in steps of 250 Pa up to the maximum pressure load. Verfahren zur Druckübertragung: Method used to apply pressure: Maximale Druckbelastung: Maximum pressure load: Sandsäcke sandbags 1000 Pa Ergebnis - Result: Nach Beendigung der Prüfung konnten keine Schäden an der Kollektorabdeckung festgestellt werden. During and after the test no damage at the cover of the collector was observed. Unterdruckprüfung der Befestigung zwischen Abdeckung und Gehäuse Negative pressure test of fixings between the cover and the casing Dieser Test wurde nicht durchgeführt, da eine Soglast auf Grund des Kollektoraufbaus nicht erwartet wird. Der Kollektor wurde unter dem Gesichtspunkt leichter Soglasten in Augenschein genommen. This test was not performed, because negative pressure load is not expected at this kind of collector construction. The collector was observed from a technical point of view concerning small negative pressure loads. Ergebnis - Result: Der Kollektor zeigt eine Ausführungsqualität, die eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen leichte Soglasten als gegeben erscheinen lässt. The collector construction seems to be adequate to withstand small negative pressure load. Page 31 of 34
Unterdruckprüfung der Kollektorbefestigung Negative pressure test of mountings Dieser Test wurde nicht durchgeführt, da eine Soglast auf Grund des Kollektoraufbaus nicht erwartet wird. Der Kollektor wurde unter dem Gesichtspunkt leichter Soglasten in Augenschein genommen. This test was not performed, because negative pressure load is not expected at this kind of collector construction. The collector was observed from a technical point of view concerning small negative pressure load. Ergebnis - Result: Die Kollektorbefestigung zeigt eine Ausführungsqualität, die eine ausreichende Widerstandsfähigkeit gegen leichte Soglasten als gegeben erscheinen lässt. The mountings of the collector construction seems to be adequate to withstand small negative pressure load. Page 32 of 34
16 Endkontrolle - Final inspection Die folgende Tabelle gibt Informationen über die Beobachtungen während der Endkontrolle. The following table shows an overview of the result of the final inspection. Kollektorbauteil Mögliches Problem Bewertung Collector component Potential problem Evaluation Gehäuse/ Befestigung Rissbildung/Verwerfung/ 0 eindringendes Regenwasser Collector casing/ fasteners Cracking/ wraping/ corrosion/ rain penetration Montageelemente/Tragwerk Festigkeit/Sicherheit 0 Mountings/ supporting Strength/ safety Verschlüsse/Dichtungen Rissbildung/Haftung/Elastizität 0 Seals/ gaskets Cracking/ adhesion/ elasticity Abdeckung/Reflektor Rissbildung/Haarrisse/Ausbeulen 0 Cover/ reflector Cracking/ crazing/ buckling/ delamination/ wraping/ outgassing Absorberbeschichtung Rissbildung/Haarrisse/Blasenbildung 0 Absorber coating Cracking/ crazing/ blistering Absorberrohre und Verformung/Korrosion/ 0 Sammelrohre Undichtigkeit/sich lösende Verbindung Absorber tubes and headers Deformation/ corrosion/ leakage/ loss of bonding Absorberbefestigung Verformung/Korrosion 0 Absorber mountings Deformation/ corrosion Wärmedämmung Wasseraufnahme/Ausgasen 0 Insulation Water retention/ outgassing/ degradation 0: kein Problem - No problem 1: geringes Problem - Minor problem 2: schweres Problem - Severe problem x: Überprüfung war nicht möglich Inspection was not possible Page 33 of 34
17 Anmerkung zum Prüfbericht - Annotation to the test report Die im Prüfbericht dargestellten Prüfergebnisse beziehen sich auf den Testkollektor. Eine auszugsweise Vervielfältigung oder Kopie des Prüfberichts ist nicht gestattet. The results described in this test report refer only to the tested collector. It is not allowed to make extract copies of this test report. Freiburg, 30th September 2010 Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme ISE Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE Dipl.-Ing. (FH) K.Kramer Prüfstellenleiter Head of TestLab Solar Thermal Systems Dipl.-Ing. (FH) S. Mehnert stellv. Prüfstellenleiter Vice-Head of TestLab Solar Thermal Systems Page 34 of 34