SPF- Industrietag 2013: Simulationen zur Systemeinbindung von PV/T-Kollektoren Dr. Daniel Zenhäusern daniel.zenhaeusern@solarenergy.ch
Unabgedeckte PV/T-Kollektoren Strom plus Wärme Kühlung PV höherer PV-Ertrag Nutzung der Wärme Effizient bei niedrigen Temperaturen (< 35 C) 2
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
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
BWW-Vorwärmung - System 5
BWW-Vorwärmung - System PV/T (3s) 6
BWW-Vorwärmung - System PV/T (3s) Quelle : Tritec Quelle : Swissolar 7
BWW-Vorwärmung - Simulationsresultate Solare Deckung [%] 35 30 25 20 15 10 5 PV/T - Kollektorertrag Solare Deckung Dimensionierung Vorwärmanlage 600 500 400 300 200 100 Spezifischer Kollektorertrag [kwh/m^2*y] 0 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 PV/T - Kollektorfläche pro Person [m^2]
BWW-Vorwärmung - Simulationsresultate Solare Deckung [%] 35 30 25 20 15 10 5 PV/T - Kollektorertrag Solare Deckung Dimensionierung Vorwärmanlage 600 500 400 300 200 100 Spezifischer Kollektorertrag [kwh/m^2*y] 0 0 0 0.5 1 1.5 2 2.5 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%)
BWW-Vorwärmung - Testanlage Speicher : 500 Liter 2 PV-Module zum Vergleich 6 PV/T-Kollektoren 8 Modulwechselrichter
Erdsondenregeneration - System 11
Erdsondenregeneration - Ausgangssystem 12
Erdsondenregeneration - System 13
Erdsondenregeneration - System 67 m^2 PV/T (3s) 700 l Leistung: 10 kw COP (B0/W35): 4.7 40 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) 13 000 kwh 14 500 kwh 14
Erdsondenregeneration - Simulationsresultate 35.0 Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) In % im Vergleich zu Ausgangssystem 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0-5.0 6.9 Regeneration (1 x 300 m) -4.1 5.2 21.0-10.0 JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto)
Erdsondenregeneration - Simulationsresultate 35.0 Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) In % im Vergleich zu Ausgangssystem 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0-5.0 6.9 Regeneration (1 x 300 m) -4.1 5.2 21.0-10.0 JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( + 0.32) ( - 253 kwh/y) ( + 514 kwh/y) ( + 767 kwh/y)
Erdsondenregeneration - Simulationsresultate In % im Vergleich zu Ausgangssystem 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0-5.0-10.0 6.9 9.5 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) 5.2 5.8 PV - Ertrag 21.0 31.3 Stromproduktion (netto)
Erdsondenregeneration - Simulationsresultate In % im Vergleich zu Ausgangssystem 35.0 30.0 25.0 20.0 15.0 10.0 5.0 0.0-5.0-10.0 6.9 9.5 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) 5.2 5.8 PV - Ertrag 21.0 31.3 Stromproduktion (netto) Sondenregeneration bringt mehr bei mehreren Sonden
Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung 19
Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung 20
Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0-10.0-20.0 6.9 9.5 5.6 7.5 Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) -4.1-6.8-17.9-19.5 5.2 5.8 3.4 3.7 21.0 31.3 39.2 50.8-30.0 JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto)
Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0-10.0-20.0 6.9 9.5 5.6 7.5 Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) -4.1-6.8-17.9-19.5 5.2 5.8 3.4 3.7 21.0 31.3 39.2 50.8-30.0 JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( +0.26 bis +0.42 ) ( -253 bis -1283 kwh/y) ( +329 bis +566 kwh/y) (+767 bis +1643 kwh/y)
Erdsondenregeneration und BWW-Vorwärmung Vergleich mit Ausgangssystem (im 6. Betriebsjahr) 60.0 In % im Vergleich zu Ausgangssystem 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0-10.0-20.0 6.9 9.5 5.6 7.5 Regeneration (1 x 300 m) Regeneration (3 x 100 m) Regeneration und Vorwärmung (1 x 300 m) Regeneration und Vorwärmung (3 x 100 m) -4.1-6.8-17.9-19.5 5.2 5.8 3.4 3.7 21.0 31.3 39.2 50.8-30.0 JAZ - WP Stromverbrauch (inkl. Pumpen) PV - Ertrag Stromproduktion (netto) ( +0.26 bis +0.42 ) ( -253 bis -1283 kwh/y) ( +329 bis +566 kwh/y) (+767 bis +1643 kwh/y) Direkte Nutzung der Solarwärme bringt zusätzliche Stromeinsparung.
Erdsondenregeneration - Pilotanlagen Datenauswertung Pilotanlage Halter (Datenerfassung durch NTB Buchs): Erdsondenregeneration und Schwimmbadheizung Monitoring von Grossanlagen mit Erdsondenfeldern (in Vorbereitung) 24
Danksagung Dieses Projekt wurde unterstützt durch: Danke für Ihre Aufmerksamkeit! 25