Die Leistungsbewertung einer Solarthermieanlage ist ein oft diskutiertes
Thema. Unabhängig von der allgemeinen Diskussion steht für viele aber
die Betrachtung der eigenen Anlage im Mittelpunkt, da hier die Frage
nach der Effektivität immer wieder gestellt wird. Rein physikalisch kann
man die Leistung eines Solarthermie Kollektors über die Multiplikation
des Volumenstroms und der Temperaturdifferenz ( ΔT ) von Vor- und
Rücklauf berechnen.
Physikalische Betrachtung
Beispiel: Fließt die Solarflüssigkeit zum Kollektor mit 40°C und
kommt anschließend mit 60°C wieder zurück, dann beträgt ΔT 20°C.
Um nun die Leistung der Kollektoren abzuschätzen, kann folgende Formel verwendet werden:
Für das oben genannte Beispiel ergibt sich bei einem Volumenstrom von 3 Liter pro Minute also
Dahinter steckt eine einfache Formel zur Leistungsberechnung:
Hierbei definiert c den spezifischen Wärmekoeffizienten, m steht für die Masse und t für die betrachtete Zeitspanne.
Temperaturen im Solarkreislauf
Oft wird angenommen, dass eine effiziente und gut funktionierende
Anlage an hohen Temperaturen am Kollektor erkannt werden kann.
Tatsächlich ist dies jedoch nur bedingt aussagekräftig wie schon die
rein physikalische Betrachtung zeigte. Tatsächlich ist es so, dass in
einer effizent arbeitenden Anlage das ΔT immer möglichst klein ist. Dies
ist auch das Ziel, da Leistung und Wirkungsgrad der Kollektoren mit
steigender Temperatur abnehmen (siehe auch Datenblätter und Testberichte
der verschiedenen Solarthermie Kollektoren auf dem Markt).
Solarsteuerung setzen dieses Ziel in der Regelung einer
Solarthermieanlage entsprechend um. Im Standardfall wird die Anlage
beispielsweise aktiviert, wenn ΔT 8K (8°) beträgt. Bei steigendem ΔT
wird nun versucht die Wärme am Kollektor mittels einer höheren
Durchflussmenge schneller abzuführen und ΔT entsprechend wieder zu
verringern. Sobald ΔT unter den hinterlegten Standardwert von z.B. 8K
fällt, wird der Volumenstrom entsprechend wieder verringert.
Praxisbeispiel Wenn
das Brauchwasser auf 55°C erwärmt werden soll, dann beträgt die
maximale Temperatur im Kollektor im optimalen Fall 63°C – je weniger,
desto besser.
Grundsätzlich gilt: Eine Anlage, die bei einer Zieltemperatur des
Speichers von 60°C eine Kollektortemperatur von 90°C und mehr erreicht,
ist falsch eingestellt. In diesem Fall muss der Volumenstrom erhöht
werden um ΔT wieder in den normalen Bereich abzusenken.
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