stand der solarthermienutzung fakultät maschinenwesen institut für energietechnik, professur für...
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Stand derSolarthermienutzung
Fakultät Maschinenwesen Institut für Energietechnik, Professur für Energiesystemtechnik und Wärmewirtschaft
Dresden, 23. März 2011
Dr.-Ing. Karin Rühling
Technische Universität Dresden
Institut für Energietechnik
VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 2
E-Netz
Fernwärme
KWK
KW
HKW
KM
zentral dezentral
KWK – KWKK - Solarthermie
VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 3
Allgemeine Grundschaltung - Voraussetzungen
Kollektor
Speicher
2. Erzeuger
Wärmeverbraucher
Vor Installation einer Solarthermie-Anlage: Suchen nach wirtschaftlichem Energieeinsparpotential
Gebäudeseite Kritische Analyse des Nutzerverhaltens Optimierung der existierenden Heizungsanlage; ggf.
Entscheidung für Neuanlage
VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 4
Vakuumröhren-Kollektoren Direktdurchfluß /WärmerohrNicht konzentrierende Flüssigkeitskollektoren
Vakuum-Röhrenkollektoren
direkt durchflossen TYP A
Vorlauf Rücklauf
Absorber
äußere Glasröhre(evakuiert)
Quelle: Prinzsolar 1996
Nicht konzentrierende Flüssigkeitskollektoren
Vakuum-Röhrenkollektoren Wärmerohr-Prinzip
Quelle: www.sunselect.de
Quelle. www.oekotec-online.de Quelle: www.solifer.de
www.narva.de
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Vergleich für verschiedene Arbeitsbereiche (Aperturfläche)
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Arbeitsbereich VRK (Bruttofläche) Fernwärme
0,0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
0,7
0,8
0,9
1,0
0 20 40 60 80 100 120 140 160
Wir
ku
ng
sg
rad
tm - tU
Arbeits-bereich
1000 W/m²
800 W/m²
500 W/m²
200 W/m²
VAKUUM-RÖHRENKOLLEKTORh0 = 0,642; k1 =0,89 m²/K/ W; k2 = 0,001 m²/K²/ W
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Trinkwassererwärmung
Quelle: Valentin Software T*SOL Pro
Standardlösung: Speicherung TWW
Trend großer PufferspeicherKleiner Speicher TWW
VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 8
Kombianlagen
Trend Pufferspeicher mit integrierter Trinkwassererwärmungoben: Tank in Tankunten: Rohrbündel
Quelle: Valentin Software T*SOL Pro
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Kombianlagen Bsp. Ertragsvergleich
FlachkollektorenAkoll li: 8 m² re: 10 m²Ausrichtung Süd; 30 ° Neigung
Speicher li: 650 l re: 750 lTWWB 160 l/d bei 50 °CFBH 40 °C/25 °C
Quelle: Valentin Software T*SOL Pro
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Solar Aktiv Haus
Quellen: SonnenhausInstitut, solifer
69 m² Solar-Roof-ST in 68 ° Neigung28 m³ PufferspeicherSpitzenlast – Holzheizung (Kamin)
97 % Solarer Deckungsgrad
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Kunststoffspeicher bis 50 m³ vor Ort montiert – Beispiele
4 m³; 40 m² FK, Pelletkessel oben: 44 m³ unten: 5 m³
www.ichbin2.dehttp://wp.fsave.de/
oben: 2,2 m³ Standardkubisch mit Anschlusseinheit unten: Schnittemodell
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0
200
400
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800
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1600
1 10 100 1000 10000 100000
Invest
kost
en
in
EU
R/
m²
Kollektorfläche in m²
Aktueller Trend Investitionskosten sowie Kosten/Nutzen
kWhinagJahersertr
nskostenInvestitioKN
3 …. 2,4 … 1,7 0,5 …1
Folie 13
1800
1700
1600
1500
1400
1300
1200
1100
1000
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
1643
1008
848
1140
5 % Energ
iepre
isste
igeru
ng
3 % Energiepreissteigeru
ng
2 % Inflation
4 % Inflation
Ein Vergleich: Kaufkraftentwicklung bei Einsparungen und Einnahmen
Euro
Einsparung mit Solarwärme (Solarthermie)
Herr Meyer installiert eine Sonnenheizung
im EFH Altbau für 15.000 € und spart im
1. Jahr 650 € für Heizöl ein.
Einnahme mit Solarstrom (Photovoltaik)
Herr Meyer installiert eine Solarstromalage
im EFH Altbau für 7.000 €. Er verkauft den
Strom an den Energieversorger und nimmt
im 1. Jahr 650 € dafür ein.
542
450
443
299
ohne Energiepreissteigerung / ohne Inflation
20101. Jahr
20155. Jahr
202010. Jahr
202515. Jahr
203020. Jahr
Jahr der Installation
sinkende Kaufkraft
durch Inflation
steigende Kaufkraft durch
steigende Energiepreise / Inflation
Summe über 20 Jahre17.466 €
Summe über 20 Jahre10.803 €
Summe über 20 Jahre9.067 €
Summe über 20 Jahre13.000 € ohne
Einnahme / Einsparung
steuerFREI!
versteuern!
Summe über 20 Jahre21.493 €
Quelle: Timo Leukefeld
VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie Folie 14
Außerbetriebnahme des GUD Dieselstraße an den Wochenenden
Zeitraum Mai bis September
Mittlere FW-Leistung für den Wochenendfall 27 MW
Frühester Beginn OFF-Zeit GUD freitags 20:00 Uhr
Spätestes Ende OFF-Zeit GUD montags 8:00 Uhr
Ersatzbetrieb über eine Kombination aus Hochleistungs-Großwärmepumpen
Solarthermie-Großanlage
Wochenspeicher
Einbindung von Umweltenergie in das Fernwärmenetz der EVH GmbH
Zukunft: Zentrale KWK und Solarthermie
Folie 15VDI Dresden 23.03.2011 Rühling Solarthermie
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!
Professur für Gebäudeenergietechnik und Wärmeversorgung
Offen für Fragen …Partner in Aus- und Weiterbildung, Forschung
& Entwicklung…
http://tu-dresden.de/mw/iet/ew
COPSolarthermie
100 … 200