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		<title>IKZ-ENERGY: Neuste Nachrichten</title>
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		<description>Die neusten Nachrichten der IKZ-ENERGY vom STROBEL VERLAG</description>
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			<title>IKZ-ENERGY: Neuste Nachrichten</title>
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			<description>Die neusten Nachrichten der IKZ-ENERGY vom STROBEL VERLAG</description>
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		<lastBuildDate>Mon, 07 May 2012 12:13:00 +0200</lastBuildDate>
		
		
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			<title>Weltpremiere auf schwäbisch – Neues Firmengebäude erzeugt mehr Energie als es verbraucht</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/weltpremiere-auf-schwaebisch-neues-firmengebae.html</link>
			<description>Dieses Gebäude in Berghülen auf der schönen Schwäbischen Alb ist eine Weltpremiere: Das neu gebaute Firmendomizil von Bauherr Georg Schöll, Geschäftsführer des baden-württembergischen Unternehmens Galaxy Energy GmbH, erzeugt auf eine weltweit einzigartige Weise wesentlich mehr Energie als es...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Bei dem Neubau der Galaxy Energie finden auf 3636 m² eine großzügige Verwaltungseinheit, ein Forschungsbereich, verschiedene Werkstätten und das Zentrallager des familiengeführten Unternehmens Platz. Die Energieversorgung des Gebäudes ist auf zwei wesentliche Komponenten gestützt: Eine große Indach-PV-Anlage in Verbindung mit dem „SolarEis“-System des Friedrichshafener Unternehmens Isocal.<br /><b><br />Patentierte Eigenentwicklung</b><br />Die gesamte Dachfläche des neuen Hauptsitzes der schwäbischen Ideenschmiede besteht aus etwas mehr als 1500 PV-Modulen mit transparenten Rückfolien. Insgesamt werden damit ca. 350 kW<sub>p</sub> erzeugt. Das patentierte Indachsystem ist eine Eigenentwicklung der Galaxy Energy. Im wachsenden Markt der BIPV (Building Integrated PhotoVoltaics) gibt es verschiedene Konzepte, doch das Indach des Ingenieurbetriebs überzeugt vor allem durch die einfache Montage und die Reduzierung auf wenige wesentliche Komponenten. <br />Der ursprüngliche Gedanke hinter dem Konzept stammt aus der Sanierung: Viele alte Dächer sind mit asbesthaltigem Material eingedeckt. Auf ein solches Dach darf keine PV-Anlage montiert werden – der Gesetzgeber schreibt vor, die alte Dachhaut zunächst entfernen und das Dach neu einzudecken. Erst dann kann eine PV-Anlage montiert werden. Da liegt der Gedanke nahe, aus den Modulen selbst die Dachhaut zu machen und so einen Arbeitsschritt einzusparen. <br />Spatenstich für den Neubau war im Juni 2010. Seit dem Herbst 2011 sind alle Abteilungen des Unternehmens im Gebäude untergebracht. Etwa 10% der Dachfläche sind aufgrund der transparenten Rückfolie der Module lichtdurchlässig. In vielen Bereichen wie im Lager, in Teilen des Büros und der Forschungsabteilung kann daher in angenehm diffusem Tageslicht gearbeitet werden. Nur in einer kurzen Zeit im Winter wird es manchmal notwendig, zusätzliches Licht anzuschalten. <br />Die leichte Durchbiegung der Dachfläche ist aus mehreren Gründen gewollt: Schnee kann so leichter abrutschen. An der Unterseite des Dachs entsteht ein Wärmekanal, der am Gebäudefirst eine Wärmepumpe antreibt. Diese Wärme sowie Energie vom Dach werden benutzt, um das „SolarEis“-System anzutreiben. Unter dem Gebäude ist ein riesiger Wassertank (500000 l), der den Sommer über aufgeheizt wird. Das intelligente „SolarEis“-System ist dann in der Lage, durch den Winter verschiedene Schichten des Tanks anzufahren und die für Heizung und Brauchwasser benötigte Wassertemperatur bereitzustellen.<br />Der Neubau wurde gefördert durch den Europäischen Fonds für regionale Entwicklung und das Land Baden-Württemberg. Das Gebäude ist außerdem zertifiziert nach den Richtlinien der DGNB e.V. Bernhard Seidt, Marketing Manager bei Galaxy Energy: „Wir sind stolz drauf, in einem einzigartigen, zukunftsweisenden Gebäude zu arbeiten. Unser Team arbeitet hier täglich und wir vergessen ab und zu, wie außergewöhnlich der Bau eigentlich ist – dann stehen wieder Besucher staunend in der Halle und man merkt, wie sehr das Gebäude Menschen faszinieren und zum Nachdenken anregen kann!“
Kontakt: Galaxy Energy GmbH, 89180 Berghülen, Tel. 07344 924500, Fax 07344 92450101, <a t3page="mail" href="mailto:info@galaxy-energy.com" t3url="info@galaxy-energy.com">info@galaxy-energy.com</a>, <a t3page="url" href="http://www.galaxy-energy.com" t3url="http://www.galaxy-energy.com">www.galaxy-energy.com</a>]]></content:encoded>
			<category>Sonnenenergie</category>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			
			
			<pubDate>Mon, 07 May 2012 12:13:00 +0200</pubDate>
			
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			<title>Lichtbögen in der Photovoltaik – Lichtbogendetektoren eliminieren Restrisiko </title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/lichtboegen-in-der-photovoltaik-lichtbogendete.html</link>
			<description>In den letzten Jahren ist die weltweit installierte Anzahl von PV-Anlagen teilweise rasant angestiegen. In diesem Zuge haben sich auch die Sicherheits- und Qualitätsstandards kontinuierlich weiterentwickelt und bieten heute ein hohes Maß an Sicherheit und Zuverlässigkeit. Dennoch gilt es, diesen...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Wie in jeder elektrotechnischen Anlage besteht auch in PV-Anlagen grundsätzlich das Risiko der Entstehung eines Lichtbogens. Dieser kann auftreten, wenn zwischen zwei Elektroden, die sich in einem gewissen Abstand zueinander befinden, eine ausreichend hohe Spannung auftritt. <br /><b><br />Charakteristik des Lichtbogens</b><br />Durch die elektrische Spannung wird das Gas zwischen den Elektroden (in der Regel handelt es sich um Luft) ionisiert. Das heißt, dass Elektronen aus den Atomen und Molekülen des Gases „herausgeschlagen“ werden. In Folge entsteht ein sogenanntes Plasma aus positiv geladenen Ionen und Elektronen. Dieses Plasma kann mehrere 1000°C heiß werden, führt zu einem Stromfluss zwischen den Elektroden und leuchtet in Form des charakteristisch hellen Lichtbogens. Die hohen Temperaturen im Lichtbogen können im weiteren Verlauf zu einer schwerwiegenden Beschädigung der Anlage oder im Extremfall auch zu einem Brand führen.<br /><b><br />Entstehung von Lichtbögen</b><br />Wird in einem Stromkreis ein Leiter durchtrennt, so werden die beiden Enden des Leiters zu den bereits erwähnten Elektroden, zwischen denen sich das Gas Luft befindet. Abhängig von der Spannung und dem Abstand der beiden Leiter-Enden kann in der Folge ein Lichtbogen entstehen (Bild 1). Verschiedene Untersuchungen haben gezeigt, dass Lichtbögen bereits bei Spannungen von 20 V und Stromstärken von wenigen Ampere entstehen können. <br />Die Entstehung des Lichtbogens ist dabei unabhängig davon, ob sich in diesem Stromkreis eine Gleich- oder Wechselspannungsquelle befindet, die für die erforderliche Spannung zwischen den Elektroden sorgt. Der Unterschied zwischen Gleich- und Wechselspannungssystemen zeigt sich im Wesentlichen dadurch, dass ein Lichtbogen im Wechselstromsystem leichter wieder verlöscht. <br />Aufgrund der periodischen Spannungsänderung kann der Lichtbogen in jedem Spannungsnulldurchgang von selbst verlöschen. Zwar kann er in der darauf folgenden Periode auch wieder gezündet werden, aber langfristig sind derartige Lichtbögen aufgrund des ständigen Löschens nicht so stabil wie sie in Gleichspannungssystemen sein können.<br /><b><br />Arten von Lichtbögen in PV-Anlagen</b><br />Abhängig von ihrer Position im PV-System unterscheidet man zwei grundsätzliche Arten von Lichtbögen (Bild 2). <br /><i><b><br />Parallele Lichtbögen</b></i><br />Als parallele Lichtbögen bezeichnet man jene, die entweder zwischen dem Plus- und Minuspol oder von einem der beiden aktiven Leiter gegen Erde in geerdeten Systemen auftreten können.<br />Typische Fehlerquellen für parallele Lichtbögen in PV-Systemen sind:
<ul> <li>Kurzschlüsse (zwischen + und -) in DC-Sammelkästen,</li> <li>defekte Isolierungen der DC-Hauptleitungen (+ gegen –, oder aktiver Leiter gegen Erde).</li> </ul>
<i><b>Serielle Lichtbögen</b></i><br />Ein solcher Lichtbogen entsteht typischerweise durch Öffnen von Kontaktstellen in Stromkreisen. <br />Typische Fehlerquellen für serielle Lichtbögen in PV-Systemen sind:
<ul> <li>schlecht gecrimpte / zusammengesteckte DC-Stecker,</li> <li>defekte Modulanschlussdosen,</li> <li>hochohmige Lötverbindungen zwischen den Zellen eines Moduls,</li> <li>schlecht geklemmte Kabel auf der DC-Seite,</li> <li>falsch dimensionierte bzw. für PV-Anwendungen nicht zugelassene Strangsicherungen.</li> </ul>
<b>Vermeidung von Lichtbögen in PV-Anlagen</b><br />Aufgrund der unterschiedlichen Fehlerursachen von seriellen und parallelen Lichtbögen sind auch die möglichen Gegenmaßnahmen differenziert zu betrachten. Generell lässt sich allerdings sagen, dass das Auftreten paralleler Lichtbögen unwahrscheinlicher ist.<br /><i><b><br />Parallele Lichtbögen</b></i><br />Dank einer umfangreichen Kombination verschiedener Schutzkonzepte, die in den einschlägigen Normen beschrieben sind, hat sich die Entstehung solcher Lichtbögen als höchst unwahrscheinlich dargestellt. Die Ausführung des PV-Generators als Schutzklasse 2 Stromkreis (doppelte Isolierung der DC-Kabel, Erd- und kurzschlusssichere Installation der Leitungen) verhindert in hohem Maße die für einen Lichtbogen notwendigen Kurzschlüsse. Zusätzlich bieten die Wechselrichter durch Isolationsüberwachung und Fehlerstromüberwachung ergänzende Sicherheitsfunktionen. Diese sorgen dafür, dass das Auftreten des ersten Fehlers (z.B. defekte Isolierung eines aktiven Leiters), welcher noch zu keiner unmittelbaren Gefährdung führt, sicher erkannt wird. Durch entsprechende Behebung dieses ersten Fehlers kann sicher verhindert werden, dass das Auftreten eines weiteren Defekts zu einem parallelen Lichtbogen führen kann.<br /><i><b><br />Serielle Lichtbögen</b></i><br />Zur Verhinderung serieller Lichtbögen ist es wichtig, dauerhaft stabile Verbindungen zwischen den einzelnen Leitern im gesamten PV-System zu schaffen, um so eine ungewollte Unterbrechung zu verhindern. Um das zu erreichen, sind im Wesentlichen zwei grundlegende Dinge zu berücksichtigen: einerseits die Verwendung von qualitativ hochwertigen Komponenten und andererseits eine sorgfältige, sachgemäße Installation. So sind z.B. hochqualitative Fertigungsprozesse bzgl. der Lötverbindungen im Modul und der Modulanschlussdose ein wesentlicher Faktor, um langlebige stabile Verbindungen zu gewährleisten. <br />Eine große Verantwortung trägt in diesem Zusammenhang jedoch auch die Elektrofachkraft bei der Installation der Anlage. Neben der Auswahl der richtigen Komponenten (z.B. der Verwendung von Strangsicherungen, die für PV-Anlagen geeignet sein müssen) ist die sachgemäße Installation besonders zu beachten. Dazu gehören u.a. mit korrektem Drehmoment angezogene Schraubklemmen oder auch genau nach Anleitung gecrimpte und zusammengesteckte DC-Stecker.<br />Jedoch besteht auch bei sachgemäßer Ausführung der PV-Anlage, aufgrund der hohen thermischen Belastung im Tages- und Jahresverlauf und sonstiger Witterungseinflüsse wie Regen, Schnee und Eis, immer ein gewisses Restrisiko für die Entstehung eines Lichtbogens. Um dieses letzte Restrisiko zu eliminieren, wird aktuell der Einsatz sogenannter Lichtbogendetektoren diskutiert.<br /><i><b><br />Lichtbogendetektor</b></i><br />Die Idee des Lichtbogendetektors beruht darauf, dass durch das Auftreten eines Lichtbogens im PV-Generator signifikante Änderungen in den Strom/Spannungs-Signalen der PV-Anlage auftreten (Bild 3). Eine entsprechende Elektronik mit Auswertelogik kann diese Änderungen überwachen und dann den Befehl an geeignete Schalteinrichtungen geben, die Anlage abzuschalten und damit den Lichtbogen zu löschen. Diese Elektronik kann grundsätzlich sowohl in den Wechselrichter integriert sein, als auch als eigenständige Einheit auf der Gleichstromseite der PV-Anlage installiert werden.<br /><b><br />Neue Herausforderungen</b><br />Obwohl derartige Detektoren auch in anderen Industriebereichen zur Anwendung kommen, stellt die PV die Hersteller vor neue Herausforderungen. Die hohen Spannungen, lange Leitungen und unterschiedliche Modultechnologien mit deren unterschiedlicher elektrischer Charakteristik machen die Detektion des Lichtbogens äußerst schwierig. Aus diesem Grund werden auch vielfach Forschungsanstrengungen unternommen, um diese Aufgaben zu bewältigen. Es ist davon auszugehen, dass in den nächsten Jahren entsprechende Produkte am Markt verfügbar sein werden. Damit wäre ein weiterer Beitrag geleistet, der PV-Anlagen noch hochwertiger und sicherer macht.<br /><b><br />Zusammenfassung</b><br />Wie in jedem elektrischen Stromkreis besteht auch in PV-Anlagen im Fehlerfall die Möglichkeit der Bildung von Lichtbögen. Bislang angewandte Installations- und Produktnormen sowie entsprechend gefertigte Komponenten bieten ein hohes Maß an Sicherheit, um diese auch zu verhindern. Wesentlich trägt dazu auch die fachgemäße, sorgfältige Installation der Anlage bei. Um auch ein letztes Restrisiko zu eliminieren, wird aktuell an der Entwicklung von Lichtbogendetektoren gearbeitet, die für die spezielle Charakteristik der PV geeignet sind. Mit der Verfügbarkeit von Lichtbogendetektoren, welche PV-Anlagen noch sicherer und hochwertiger machen,  kann in den nächsten Jahren gerechnet werden. <br /><i><br />Autor: Dipl.-Ing. Thomas Mühlberger arbeitet bei der Fronius International GmbH. Das österreichische Unternehmen mit Firmensitz in Pettenbach und weiteren Standorten in Wels, Thalheim und Sattledt beschäftigt global 3250 Mitarbeiter und ist in den Bereichen Batterieladesysteme, Schweißtechnik und Solarelektronik tätig. <br /><br />Bilder: Fronius International</i>
<i>Kontakt: Fronius International GmbH, A-4600 Wels, Tel. +43 7242 2410, Fax +43 7242 241952240, <a t3page="mail" href="mailto:pv@fronius.com" t3url="pv@fronius.com">pv@fronius.com</a>, <a t3page="url" href="http://www.fronius.com" t3url="http://www.fronius.com">www.fronius.com</a></i>]]></content:encoded>
			<category>Sonnenenergie</category>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			
			
			<pubDate>Mon, 07 May 2012 11:49:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Ein „Muss“ für die Optimierung von Qualität und Ertrag – Thermografie zur Qualitätskontrolle von PV-Anlagen</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/ein-muss-fuer-die-optimierung-von-qualitaet.html</link>
			<description>Hinsichtlich der steigenden Anzahl installierter Solarstromanlagen und der Sicherstellung einer einwandfreien Funktion, Qualität und Leistungsfähigkeit leisten Thermografiekamaras einen besonderen Beitrag. Mit einer Thermografiekamera lassen sich die Qualitätskontrolle, Fehlersuche, Anlagenanalyse...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Letztlich ist es entscheidend, dass jedes Solarmodul zuverlässig sein muss und kontinuierlich über viele Jahre Strom produzieren kann. Die thermografische Untersuchung von PV-Systemen ermöglicht das schnelle Lokalisieren von Defekten auf der Solarzell- und Solarmodulebene sowie im Bereich der Komponenten. Die Thermografiekameras lassen sich gezielt für Leistungskontrollen und zur Sicherheitsinspektion einsetzen. <br />Bei der Thermografie handelt es sich um ein dokumentiertes und Modulfehlerbild-gebendes Messverfahren, das die Wärmestrahlung sichtbar macht. Diese Technik unterstützt den Prüfer bei der Ermittlung von Herstellungsfehlern, Transportschäden, Montagefehlern sowie von Schäden, die erst im laufenden Betrieb auftreten. <br />Einzelne defekte Zellen innerhalb der Solarmodule senken nicht nur den Systemwirkungsgrad, sie können auch zusätzlich Energie verbrauchen und benachbarte Solarzellen schädigen. In der Folge wird auch die Effizienz und wirtschaftliche Rentabilität einer PV-Anlage essenziell durch die Lebensdauer und Leistungsabgabe der Solarmodule bestimmt.<br /><b><br />Zeit- und kostensparend</b><br />Aufgrund von Inspektionen mit Wartungsintervallen können umfangreiche Defekte an sämtlichen elektrischen Komponenten analysiert werden. Dazu gehören z.B. Bypassdioden, Fehler an Verbindungen, mechanische Schäden wie Delamination oder Zellbruch, Verschmutzungen des Solargenerators, der Steckverbindungen und der Wechselrichter, insbesondere an schwer zugänglichen Stellen, wie z.B. bei GIPV (Fassadeninstallationen, Dächer, etc.). Dieses einfach zu handhabende Messverfahren spart im Gegensatz zu den sonst umfangreichen und zeitintensiven Kennlinienmessungen jedes Solarmoduls viel Zeit und Geld. Die Inspektionen und Wartungen werden unter normalen Betriebsbedingungen durchgeführt und erfordern keine Anlagenabschaltung.<br />Mit Thermografiekameras lassen sich nicht nur in stationären PV-Anlagen, sondern auch in dynamischen Systemen z.B. die Fehlerortung in Nachführmotoren und deren elektrischen Anschlüssen lokalisieren.

<b>Anforderungen an Thermografiekameras</b><br />Zur allgemeinen Fehlerortung sollte eine Thermografiekamera eine hohe Auflösung und Bildqualität von ca. 20 000 Pixel vorweisen. Eine höhere Pixelzahl, z.B. für eine Bildqualität von bis zu 320 x 240 Pixel, wird erforderlich, wenn die Anwender zusätzliche Analysefunktionen durchführen möchten. Zudem bieten einige Produkthersteller auch Thermografiekameras zur kabellosen Übertragung von Bildern per W-LAN auf ein Smartphone oder Tablett-PC an. <br />Zu den neuen technologischen Trends gehören u.a.:
<ul> <li>Temperaturauflösung (NETD: &lt;0,08 K),</li> <li>Darstellung kontrastarmer Details,</li> <li>einfache und zuverlässige Ein-Tasten-Bedienung.</li> </ul>
Empfehlenswert ist der Einsatz von Thermografiekameras mit Schwenkdisplay, da sich so das Display stets von der Sonne abwenden lässt und das Untersuchungsdetail von jedem Winkel heraus betrachtet werden kann.<br />Die Empfindlichkeit und thermische Auflösung von Thermografiekameras wird durch die Detektorempfindlichkeit (die kleinste zu messende Temperaturdifferenz = NETD) begrenzt.<br />Das NETD für Thermografiekameras mit moderner ungekühlter Mikrobolometertechnologie liegt im Bereich von ca. 200 mK bis zum Spitzenwerte 20 mK.<br />Die portablen Thermografiekameras für Inspektionen und Wartung basieren in der Regel auf dem Prinzip der ungekühlten Mikrobolometerdetektion im Wellenbereich von 8 bis 14 µm. Glas ist in diesem Wellenlängenbereich nicht transparent. Für den Fall, das Solarmodule von vorne untersucht werden, erfasst die Thermografiekamera zwar die Wärmeverteilung direkt auf der Glasoberfläche, hier aber nur indirekt die Wärmeverteilung in den darunter liegenden Solarzellen. Aus diesem Grund können die Temperaturunterschiede, die für die Glasoberfläche des Solarmoduls gemessen und angezeigt werden, klein sein.<br />Um diese Unterschiede sichtbar machen zu können, benötigen die für derartige Inspektionen verwendeten Thermografiekameras eine thermische Empfindlichkeit von ≤0,1°C. Mit der Thermografiekamera sollte zudem für eine präzise Anzeige der geringeren Temperaturunterschiede auf dem Wärmebild eine manuelle Justierung von „Level“ und „Span“ integriert sein.<br />In der Praxis werden viele Solarmodule auf stark reflektierende Aluminiumrahmen montiert, die auf dem Wärmebild als kalte Bereiche erscheinen, weil sie die Wärmestrahlung des Himmels reflektieren. Dieser Effekt hat zur Folge, dass die Thermografiekamera die Rahmentemperatur als deutlich unter 0°C anzeigen wird. Weil sich aber das Wärmebild intern automatisch an die höchsten und niedrigsten gemessenen Temperaturen anpasst und sie abgleicht, werden etliche geringe thermische Auffälligkeiten nicht sofort sichtbar gemacht. Aus diesem Grund müssen für einen hohen thermischen Kontrast des Wärmebilds „Level“ und „Span“ ständig manuell korrigiert werden.  <br />Abhilfe schafft hier der Einsatz einer DDE-Funktion (Digital-Detail-Enhancement). Mit der DDE wird der Bildkontrast automatisch in Szenen mit hohem Dynamikbereich optimiert. Bei der Verwendung einer Thermografiekamera mit DDE entfallen nicht nur die ständigen Handjustierungen, sondern sie sind ideal für schnelle und exakte Überprüfungen von Solarmodulen.<br /><b><br />Thermografieeinsatz in der PV</b><br />Mit einer Thermografiekamera bzw. Wärmebildkamera lassen sich Störungen im Betrieb von PV-Anlagen ab einer Sonneneinstrahlung von 500 bis 600 W/m² durch auffällige Veränderungen der thermischen Eigenschaften schnell diagnostizieren. Dazu gehören:
<ul> <li>defekte Bypassdioden,</li> <li>Kontaktfehler und Kurzschlüsse in Solarzellen und Generator-Abschlusskästen,</li> <li>eingedrungene Feuchtigkeit, Verschmutzungen,</li> <li>Risse in Zellen oder im Modulglas,</li> <li>im Leerlauf befindliche und nicht angeschlossene Module,</li> <li>Leistungsverlust durch unterschiedliches Leistungsvermögen einzelner Module.</li> </ul>
Für die Aufnahme korrekter und aussagekräftiger Wärmebilder sollten bestimmte Randbedingungen, Parameter und Messanweisungen eingehalten werden. Durch die präzise Temperaturmessung der Moduloberfläche können unterschiedlichste Defekte im Solargenerator sowie Mängel an Wechselrichter, Steckverbindungen, Leitungskontakten schnell und effizient aufgespürt werden. <br />Ein Fehler kann, je nachdem wie das Solarmodul aufgebaut ist und wie die Zellen geschaltet sind, zu einem vollständigen oder teilweisen Leistungsabfall des Solarmoduls führen. Die thermischen Auffälligkeiten zeigen in der Regel einen Ertragsverlust des Solarmoduls an. Die mit der Überhitzung im Zusammenhang stehenden Probleme können außerdem die Ursache dafür sein, dass benachbarte Solarzellen weniger effizient arbeiten oder auch ganz ausfallen. Letztlich kann sich dieses Problem über das gesamte Solarmodul ausbreiten.<br />In der Praxis fehlt es oft an einer effizienten Qualitätskontrolle der Module im Betrieb. Gerade die Prüfung bereits länger betriebener Module gestaltet sich mit traditionellen Prüfmethoden als zeit- und arbeitsintensiv. <br /><b><br />Messbedingungen und Messumgebung</b><br />Zum Zweck aussagefähiger Messungen an Solarstromanlagen sollten zumindest einige Randbedingungen berücksichtigt werden. Eine Messung sollte stets bei erhöhten Einstrahlungswerten durchgeführt werden. Als Orientierungswert dient hier 500 W/m². Bei diesem Einstrahlungswert werden ausreichend hohe elektrische Ströme und infolgedessen aussagekräftige Temperaturunterschiede erreicht. Wenn die Solarmodule unter Last stehen, können auch Schlussfolgerungen unter Kurzschluss gezogen werden.<br />Zudem sollte beachtet werden, dass die Messung bei einem möglichst wolkenfreien Himmel erfolgt, damit die durch die Wolken verursachten Reflexionen keine Messfehler verursachen.<br /><br />Als Voraussetzung für aussagefähige Messungen an Solaranlagen sollten nachfolgend aufgeführte Faktoren beachtet werden:
<ul> <li>Die Durchführung sollte an möglichst wolkenfreien, trockenen Tagen, mit intensiver Sonneneinstrahlung erfolgen, da die Wolken die Sonneneinstrahlung reduziert und zusätzlich störende Reflexionen hervorrufen werden. Unter der Voraussetzung, dass die verwendete Thermografiekamera empfindlich genug ist, lassen sich auch aussagekräftige Bilder bei bewölktem Himmel erstellen.</li> <li>Eine Einstrahlleistung von mindestens 500 W/m², idealer 700 W/m², gilt als Richtwert, da hierdurch ausreichend starke elektrische Ströme und somit ausgewogene und aussagekräftige Temperaturdifferenzen in den Modulen erreicht werden und daher auch die schadhaften Zellen im Wärmebild identifizierbar werden können.</li> <li>Der Betrachtungswinkel muss innerhalb der sicheren Grenzwerte liegen, d.h. zwischen 5° und 60°.</li> <li>Um Verschattung oder Reflexion des zu prüfenden Solarmoduls zu vermeiden, sollte der Prüfer für die Thermografiekamera einen Winkel möglichst senkrecht zum Modul wählen. Ein optimaler Bildausschnitt wird zudem erreicht, wenn neben dem aufgenommenen Modul auch die benachbarten Module auf dem Thermogramm ersichtlich sind, weil hierdurch ein direkter Vergleich ermöglicht wird. </li> <li>Fehlerhafte oder beschädigte Solarzellen werden durch ihre über oder unterdurchschnittliche Wärmeentwicklung erfasst. Eine Solarstromanlage muss daher mindestens unter Teillast laufen, um mithilfe einer Thermografiekamera analysiert werden zu können.</li> </ul>
<b>Effiziente Fehlersuche</b><br />Bei der Inbetriebnahme ist der Einsatz einer Thermografiekamera empfehlenswert, damit die PV-Module nach Produktionsfehlern untersucht werden können und Garantieansprüche geltend gemacht werden können.<br />In der Praxis hat sich die Anwendung der Thermografie zur zerstörungsfreien Prüfung von neu installierten und insbesondere im Bereich der bestehenden  PV-Anlagen bewährt. <br />Jede PV-Anlage verfügt über viele Gleich- und Wechselstromanschlüsse sowie elektrische Verteilungen. Die Thermografie, mit Wärmebild und Thermogramm, erweist sich bei der Überprüfung sämtlicher Anschlusspunkte, die im Lauf der Zeit zu Problemen im Betriebsablauf sowie zu unnötigen Unterbrechungen führen können, als sehr hilfreich. Ein lockerer oder korrodierter elektrischer Anschluss hat einen höheren Widerstand, wodurch es an dieser Stelle zu einer größeren Wärmeabführung kommt, die leicht erkennbar ist.<br />Zudem verursachen auch verschmutzte oder verschattete Zellen erhebliche Leistungsverluste. Eine verschmutzte Zelle kann nicht nur keinen Strom erzeugen, sie kann sich sogar umpolen und wird daher den Ertrag senken. D.h., die Solarmodule wandeln den erzeugten Strom in Wärme um und entziehen auch den benachbarten Zellen die elektrische Energie. Dieser Effekt wird durch die Installation einer Bypassdiode aufgehoben, weil hiermit der fehlerhafte String aus der Schaltung umgangen wird. <br />Der einfachste zu erkennende Fehler stellt sich bei defekten Solarzellen innerhalb des Moduls als  Hot-Spot-Effekt ein. Da die defekten Zellen nur wenig oder auch keinen Strom produzieren können, müssen sie die restliche Strahlungsenergie in Wärme umwandeln. Aufgrund der örtlichen Wärmeerhöhung können die defekten Solarzellen mithilfe der Thermografiemessung erkannt werden.<br />Bei höheren Temperaturen reduziert sich zudem der Solarzellen- und Systemwirkungsgrad. Durch die Wärmestrahlung einer defekten Zelle verringert sich auch der Wirkungsgrad der umgebenden Solarzellen. Für den Fall, dass innerhalb des defekte Solarmoduls eine funktionsfähige Bypassdiode installiert wurde, ist im Umfeld des defekten Strings mit keiner weiteren Leistungsreduzierung zu rechnen. <br />Häufig sind Modulausfälle oder Teilausfälle auf lockere oder fehlerhafte Verkabelung, z.B. durch Marderbisse, zurückzuführen. Mit einer Thermografiekamera kann anhand der gleichmäßig wärmeren Oberfläche festgestellt werden, welche Module oder Modulabschnitte sich im Leerlauf befinden, da die nicht angeschlossenen Module keinen Strom abführen und sich gleichmäßig erwärmen.<br />Insofern weisen auch durch Risse in der Solarzelle herbeigeführte Kurzschlüsse eine starke Hitzeentwicklung auf.<br />Zur Unterstützung der Ausführungsarbeiten sind derzeit auf dem Markt immer kostengünstigere Thermografiekameras erhältlich. Derzeit verändert sich tendenziell der Markt mit neuen Modellen nach Anschaffungskosten und  Funktionsumfang im Preissegment bis zu 10000 Euro.<br /><b><br />Lohnende Anschaffung</b><br />Mit thermografischen Messgeräten können im gesamten PV-System großflächige und zerstörungsfreie Fehlerortungen durchgeführt und die Anlagenqualität und Betriebssicherheit garantiert werden. Durch den Einsatz der Thermografiemessung wird nicht nur ein Beitrag zur Qualitätskontrolle geleistet, sondern auch die Produktivitätssicherung in Form einer Ertragsleistung mit hoher Zuverlässigkeit und damit Rendite sichergestellt. Letztlich wirken sich die Thermografiemessungen auch im Sinne eines vorbeugenden Brandschutzes aus, wie z.B. der rechtzeitigen Erfassung der Quellen von Lichtbogen.<br />Für Solarteure, Energieberater, Gutachter etc. lohnt sich die Investition einer Thermografiekamera auf jeden Fall. Mit dem Tageslichtfoto (Digitalfoto) als Aussagekraft über die Solarstrom-Anlagenqualität sowie mit Unterstützung der dokumentierten Thermogramme wird der Kunde jedenfalls emotional angesprochen.<br /><br /><i>Autor: Dipl.-Ing. Eric Theiß ist als freier Journalist mit den Themenschwerpunkten Technische Gebäudeausstattung (TGA) und rationelle Regenerativtechnologien tätig.<br />81369 München, <a t3page="mail" href="mailto:dipl.ing.e.theiss@t-online.de" t3url="dipl.ing.e.theiss@t-online.de">dipl.ing.e.theiss@t-online.de</a></i><br /><br /><i>Bilder: Testo AG</i>]]></content:encoded>
			<category>Sonnenenergie</category>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			
			
			<pubDate>Mon, 07 May 2012 10:23:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Den Solarausbau voranbringen und Kunden gewinnen – „Woche der Sonne“ sucht lokale Veranstalter – bundesweite Informationen über Solartechnologien</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/den-solarausbau-voranbringen-und-kunden-gewinnen.html</link>
			<description>Begeisterung für die Sonnenenergie wecken und Menschen für Investitionen in PV und Solarthermie gewinnen: Mit diesen Zielen wird die „Woche der Sonne“ vom 4. bis 13. Mai 2012 wieder bundesweit über die Solartechnologien informieren. </description>
			<content:encoded><![CDATA[Unter dem neuen Motto „Deine Energiewende“ liegt ein Fokus der Aktionswoche in diesem Jahr auf dem Thema solare Selbstversorgung. Gesucht werden Handwerker, Solarteure und andere Firmen aus der Branche, die sich mit Veranstaltungen an der Aktionswoche beteiligen. Auch Kommunen, Initiativen  oder Schulen können mit eigenen Projekten aktiv werden. Die Teilnahme ist für Veranstalter kostenfrei.<br /><b><br />Professionelle Unterstützung</b><br />Alle Teilnehmer werden mit professionellen Informationsmaterialien und Praxishilfen für die Veranstaltungsplanung unterstützt. Sie erhalten ein kostenloses Aktionspaket und die Zeitung für Solarenergie mit aktuellen Informationen zu den Themen PV und Solarthermie – verbrauchergerecht aufbereitet und herstellerneutral. Darüber hinaus bietet die Internetseite <a t3page="url" href="http://www.woche-der-sonne.de" t3url="http://www.woche-der-sonne.de">www.woche-der-sonne.de</a> viele Anregungen und Tipps sowie Musterpressetexte und Checklisten. <br />Mit der „Woche der Sonne“ machen sich Initiativen, Verbände, Kommunen und Unternehmen gemeinsam stark für den Ausbau der Solartechnik. „Die Kampagne lebt vom Mitmachen. Es ist uns ein wichtiges Anliegen, die lokalen Marketingaktivitäten von Firmen und Unternehmen effektiv zu unterstützen und Verbraucher zuverlässig über die vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten der Solarenergie zu informieren“, sagt Jörg Mayer, Geschäftsführer des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW-Solar):  „Über 70% der beteiligten Firmen und Handwerker gaben 2011 in einer Umfrage an, dass ihnen die Teilnahme an der Woche der Sonne geholfen hat, neue Kunden zu gewinnen.“<br />Der BSW-Solar organisiert die Aktionswoche seit 2007 jährlich im Mai. Partner sind neben Umwelt- und Branchenorganisationen auch die großen Handwerksverbände ZVEH, ZVSHK/GED und ZVDH. Im vergangenen Jahr fanden bundesweit über 5600 Veranstaltungen mit insgesamt mehr als 400000 Besuchern statt. Damit ist die „Woche der Sonne“ Deutschlands größte Kampagne im Solarbereich. <br />Interessierte Firmen und Personen finden nähere Informationen auf der Internetseite <a t3page="url" href="http://www.woche-der-sonne.de" t3url="http://www.woche-der-sonne.de">www.woche-der-sonne.de</a>. Dort kann man sich auch direkt als Veranstalter registrieren. <br /><br /><i>Bilder: Woche-der-Sonne</i>
Kontakt: BSW - Bundesverband Solarwirtschaft e.V., c/o Woche der Sonne, 10117 Berlin, Tel. 030 29777880, Fax 030 297778899, <a t3page="mail" href="mailto:info@woche-der-sonne.de" t3url="info@woche-der-sonne.de">info@woche-der-sonne.de</a>, <a t3page="url" href="http://www.woche-der-sonne.de" t3url="http://www.woche-der-sonne.de">www.woche-der-sonne.de</a>]]></content:encoded>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			<category>ENERGY Aktuell</category>
			
			
			<pubDate>Mon, 30 Apr 2012 13:04:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Sonnenschein für Haushaltsgeräte und Kühlanlagen – Neue Marktfelder für Solarthermieanlagen</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/sonnenschein-fuer-haushaltsgeraete-und-kuehlanlage.html</link>
			<description>Verbraucher denken bei Energiesparappellen häufig nur an den Stromverbrauch elektrischer Geräte. Dabei liegt es doch nahe, auch den Verbrauch thermischer Energie zu reduzieren, zumal sie den größeren Anteil am Gesamtenergiebedarf ausmacht. Erfolg versprechende Lösungen sind beispielsweise die...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Immer noch würde kaum 1% des deutschen Wärmebedarfs mit Solarwärme gedeckt, bedauert Gerhard Stryi-Hipp vom Fraunhofer Institut für solare Energietechnik. Ursache sei u.a., dass die Solarthermie in der Energiepolitik bisher immer nur ein Schattendasein geführt habe, dabei sei das Potenzial riesig. „Aber auch die technologischen Entwicklungspotenziale wurden in der Vergangenheit massiv unterschätzt“, so Stryi-Hipp weiter. „Für die Solarthermie wird bislang nur ein Zehntel der Mittel ausgegeben, die in die PV-Forschung investiert werden.“ <br />Diese insgesamt unerfreuliche Bestandsaufnahme lässt sich durch aktuelle Zahlen für die gesamte Branche noch ergänzen. Wie nämlich der Bundesindustrieverband Deutschland Haus-, Energie- und Umwelttechnik e.V. (BDH) aktuell mitteilt, kaufen die Deutschen, trotz leichter Erholungstendenzen, heute weit weniger moderne Wärmeerzeuger als in den Jahren vor 2007. Davon sei auch die Nutzung Erneuerbarer Energien betroffen: In nur 25% aller Investitionsfälle wurden im Jahr 2011 Biomasse-Heizungen, Wärmepumpen oder solarthermische Anlagen eingebaut. Erfreulicherweise macht sich die Solarthermiebranche mittlerweile verstärkt Gedanken, wie sich die unbefriedigende Situation verbessern lässt. Diesen Eindruck vermitteln zumindest einige Beiträge auf dem 12. Forum Solarpraxis 2011 in Berlin, wo mehrere neue Technologien vorgestellt wurden. <br /><b><br />Solarwärmenutzung in Haushaltsgeräten </b><br />Ein gemütlich warmes Heim und warmes Wasser zum Duschen – die dafür nötige Energie macht mit durchschnittlich 87% den Löwenanteil in deutschen Haushalten aus. Der Strombedarf mit 13% ist dagegen vergleichsweise gering. Diese Zahlen der Deutschen Energie-Agentur kann Helmut Jäger von der Solvis in seinem Tagungsbeitrag bestätigen: „Im Gebäudebereich haben wir nach wie vor den größten Energieverbrauch, mit einem Anteil von 80 bis 90% für die Wärme. Und es darf nicht sein, dass wir für den größten Sektor des Endenergieverbrauchs keine Konzepte haben.“ Man brauche eine Vielfalt an Lösungen, und zwar nicht nur für die Bereitstellung von Wärme für die Raumbeheizung und die Bereitstellungen warmen Wassers. Auch Haushaltsgeräte wie Wasch- und Geschirrspülmaschine sowie Wäschetrockner brauchten thermische Energie, so der stellvertretende Vorsitzende des Bundesverbandes Solarwirtschaft weiter. Sie über eine Solaranlage statt übers Stromnetz bereitzustellen, sei ein schon seit langem ins Auge gefasstes Thema. Dass es sich lohne, zeige das große  Stromersatzpotenzial: „Wir haben heute bei Waschmaschinen typischerweise etwa 150 kWh Stromverbrauch pro Jahr“, sagt Jäger. Wenn es gelinge, die bisher üblicherweise eingesetzte Elektrowärme durch Solarwärme zu ersetzen, ließen sich rund 50% an elektrischem Strom einsparen, bei der Geschirrspülmaschine liege das in der gleichen Größenordnung. Der größte Stromverbraucher aber sei der Wäschetrockner, der also zu Recht das Image eines großen Energiefressers habe. „Er verbraucht etwa 1000 kWh pro Jahr“, hat Jäger ermittelt. „Das sind schon mal rund 30% des gesamten Stromverbrauchs eines normalen Haushalts. Ein heute schon erhältlicher Trockner mit integrierter Wärmepumpe liegt bei 470 kWh pro Jahr. Wenn ich diesen Trockner mit Wärme aus der Solaranlage betreibe, kann ich den Strombedarf auf 160 kWh pro Jahr senken. Insgesamt dürfte das zu folgendem Ergebnis führen: Wenn wir konsequent alle unsere Haushaltsgeräte an unsere Solaranlage anschließen und mit Wärme betreiben würden, könnten wir 500 bis 1000 kWh elektrischen Strom pro Jahr durch thermische Energie ersetzen. Das ist ein Stromersatzpotenzial von 15 – 30% des Gesamtstromverbrauchs eines normalen Haushalts. Diese Möglichkeit sollten wir nach meiner Meinung unbedingt nutzen.“ <br />Solvis hat bereits wichtige Schritte in diese Richtung gemacht. So präsentierte das Unternehmen auf der Internationalen Funkausstellung (IFA) 2011 in Berlin gemeinsam mit dem Haushaltsgerätespezialisten Miele aus Gütersloh den weltweit ersten solar beheizten Wäschetrockner. „Die Resonanz war super“, schwärmt Jäger. „Miele hat das Projekt jetzt ganz offiziell gestartet. Noch in diesem Jahr soll der Solartrockner auf den Markt kommen.“ Die Wärmeversorgung eines Wäschetrockners durch eine Solarthermieanlage lasse die Energiekosten und den Energieverbrauch deutlich sinken. Jäger weiter: „Im Vergleich zu einem Wärmepumpentrockner reduzieren sich die Energiekosten um die Hälfte, bei herkömmlichen Abluft- oder Kondenstrocknern sogar um bis zu 80%. Die Energieeinsparung kann ebenfalls bis zu 80% betragen.“<br />Um Haushaltsgeräte wie Geschirrspüler, Waschmaschine und Trockner an Wärmequellen aus Erneuerbaren Energien anschließen zu können, entwickelte und baute Solvis ein Solarheizsystem mit einem patentierten Schichtenspeicher (SolvisMax) und einem integrierten Heizmodul für das Zuheizen mit Öl, Gas, Erdwärme oder Fernwärme. Die Regelung läuft über eine intelligente Regelung, die alle gewünschten Zu- und Vorrangschaltungen managt.<br /><b><br />Modernisierungsstrategie für Bestandsgebäude</b><br />In Zusammenhang mit der gewünschten Steigerung des Anteils von Solarthermie und anderen Erneuerbaren Energien an der Wärmeversorgung von Gebäuden erinnerte Jäger an die EU-Richtlinie über Gesamteffizienz in Gebäuden, die spätestens 2021 auch für Neubauten wirken werde. Dann werde ein Gebäude nicht nur Energieverbraucher sein, sondern gleichzeitig auch Energieerzeuger und Energiespeicher, und zwar für die Bereiche Wärme, Strom und Mobilität. Dabei solle der Anteil dezentraler Energieerzeugung möglichst hoch sein, „denn dann haben wir die geringsten Kosten für den Netzausbau, für die Reserveleistung und für den Ausbau von Speicherkapazitäten. Je höher der Selbstversorgungsgrad eines Gebäudes ist, umso weniger Infrastruktur brauchen wir rundherum. Die Kosten für Energietransport und -umwandlung sowie für Speicherbeladung und -entladung, die Abhängigkeit von Belastungsspitzen im Strom- und Gasnetz und die Kostenunsicherheit für den Nutzer werden umso geringer, je höher der Eigenversorgungsgrad eines Gebäudes ist.“<br />Die Chancen, die sich aus dem „Energieumbau im Heizungskeller“ ergeben, sollte sich die Branche nicht entgehen lassen und deshalb in den kommenden Jahren eine gut durchdachte Modernisierungsstrategie für Bestandsgebäude entwickeln. „Die größten Umsatzchancen liegen bei den Heizkesseln. 20% davon sind älter als 20 Jahre, und in den nächsten 10 Jahren kommen noch mehr als die Hälfte aller Kessel dazu“, prophezeit Jäger. „Hier können wir als Branche zahlreiche innovative Lösungen einsetzen und den in vielen Fällen notwendig werdenden Umbau des Heizungskellers als Chance für eine optimierte Energietechnik nutzen. Insgesamt muss es also darum gehen, den oben geschilderten Energieumbau auch in den Wohnungsbestand hinein zu tragen.“ Dazu gehöre, so Jäger weiter, dem Kunden bewusst zu machen, dass sich der Heizenergieverbrauch für sein Wohnhaus in Höhe von oftmals mehr als 3000 l Öl oder 3000 m³ Gas deutlich senken lasse, und zwar mit dem Einbau eines neuen verlustarmen energieeffizienten Heizsystems und eventuell mit der Nachrüstung einer Solarthermieanlage. Außerdem sei dem Kunden zu empfehlen, etwa vorhandene Fehleinstellungen an der Heizungsanlage eliminieren und erneut einen  hydraulischen Abgleich im System durchführen zu lassen.<br />Als ideal für einen Neubau sieht Jäger folgende Lösung an: „Auf dem Dach eine PV-Anlage für den Strombedarf, im Keller ein Elektrospeicher mit einer Kapazität von 5 kWh als unterbrechungsfreie Stromversorgung, ferner eine Kombination aus Solarthermie- und Pelletanlage für die Beheizung des Gebäudes. Das ist eine absolut sichere Lösung, mit der ich bei Stromausfall sogar eine 100-prozentige Autonomie über einige Stunden oder auch Tage erreichen kann.“<br /><br /><br /><b><br />Mit der Sonne kühlen</b><br />Im Sommer, wenn kein Bedarf an Wärme für Heizzwecke besteht, tendiert die  Wirtschaftlichkeit von Solarthermieanlagen gegen null. Dass das nicht so bleiben muss, belegte Lutz Krischausky von der Firma Wolf in seinem Vortrag.  Die bei strahlender Sonne anfallende thermische Energie lässt sich nämlich sehr gut auch für die Kühlung des Gebäudes und seiner Räume nutzen. „Das ist doppelt günstig“, erläuterte Krischausky, „denn zum einen haben wir dann Kälteleistung zur Verfügung und zum andern verringern wir die Stillstandszeiten unserer Solarkollektoren und verhindern so das unerwünschte und schädliche Ausdampfen des Wärmeträgermediums.“ Leider brauche die klassische Absorberkältemaschine Antriebswärme mit einem Temperaturenniveau, das sich mit konventionellen Flachkollektoren nur bei Verzicht auf Wirtschaftlichkeit erreichen ließe. Es gebe aber seit einigen Jahren erfreulicherweise eine Neuentwicklung, nämlich Kältemaschinen im Kleinleistungsbereich, die nach dem Adsorptions- und nicht wie bei den herkömmlichen Aggregaten nach dem Absorptionsprinzip arbeiten und dabei mit niedrigeren Temperaturen auskommen.<br />Krischausky nennt einen weiteren Gesichtspunkt, der für die neue Technik spreche: „Die massenhafte Verwendung von elektrisch betriebenen Kompressionskältemaschinen für Wohnungen und Büros führt zu sommerlichen Strombedarfsspitzen, die auch schon Netzzusammenbrüche verursacht haben, beispielsweise in Italien.“ Dem könne man jetzt durch forcierten Einsatz solarer Kühlung mit Adsorptionskältemaschinen entgegenwirken. Außerdem lasse sich damit eine Stromeinsparung in Höhe von bis zu 90 % und eine erhebliche Reduzierung der CO2-Emission erreichen. Und nicht zuletzt zähle die solare Kühlung nach dem EEWärmeGesetz zu den Erneuerbaren Energien, was ebenfalls ein Vorteil sei. Krischauskys Bilanz: „Im Bereich kleiner Kälteleistungen ist durch die erfolgreiche Entwicklung und Einführung von Adsorptionskältemaschinen der Einsatzbereich solarer Kühlung erweitert worden.“<br /><b><br />Strom und Wärme aus einem Kollektor</b><br />Seit über 30 Jahren hat die Firma Grammer Solar aus dem ostbayerischen Amberg nunmehr im Bereich Solartechnik geforscht und innovative Lösungen entwickelt. Herausgekommen ist dabei u. a. ein sogenannter „PVT-Hybridkollektor“, mit dem sich gleichzeitig Strom und Wärme generieren lassen. Geschäftsführer Siegfried Schröpf beschreibt den Hintergrund: „Bei einem herkömmlichen PV-Modul wird die einfallende Sonnenenergie nur zu etwa 15% in elektrische Energie, aber zu 85% in Wärme umgewandelt. Leider reduziert Wärme aber den Wirkungsgrad der Solarzellen erheblich. Um das so weit wie nur eben möglich zu verhindern, muss man bei einer PV-Anlage für eine gute Wärmeabfuhr sorgen, üblicherweise durch Hinterlüftung der Module. Hier setzt das Prinzip unserer ‚PVT-Hybridkollektoren‘ an: Ein Ventilator führt Luft über die Modulrückwand, sorgt für Kühlung und transportiert die Abwärme zu einem Verbraucher.“ Die Vorteile dieses Kollektorsystems liegen laut Schröpf vor allem darin, dass es die Sonnenenergie dank der aktiven Luftkühlung optimal in elektrische und dank der Nutzung der Kühlluft gleichfalls effektiv in thermische Energie umsetzt. Auf diese Weise können 10 m² Dachfläche 1,3 kW elektrische plus 4 kW thermische Leistung, also 5,3 kW Gesamtleistung, zur Verfügung stellen.<br />„Hybridkollektoren sind für unsere Kunden in den Fällen ideal geeignet“, so Schröpf zum Schluss, „in denen sie die solar erwärmte Luft möglichst ganzjährig zur Belüftung oder zur Luftvorwärmung bei Prozesswärmeanlagen nutzen können. ‚PVT-Hybridkollektoren‘ liefern dabei große Luftmengen auf relativ niedrigem Temperaturniveau. Mögliche Anwendungen sind zum Beispiel Trocknungsanlagen und Schwimmhallen, die auch im Sommer einen hohen Lüftungswärmebedarf haben.“<br /><i><br />Autor: Wilhelm Wilming</i>]]></content:encoded>
			<category>Sonnenenergie</category>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			
			
			<pubDate>Fri, 27 Apr 2012 11:38:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Energieeffiziente Trocknung ein wirtschaftliches Muss – Komplettes Wärmekonzept für Biogasanlagen vor dem Hintergrund des EEG 2009 und 2012</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/energieeffiziente-trocknung-ein-wirtschaftliches-m.html</link>
			<description>Schon das EEG 2009 legt Wert auf eine vernünftige Verwendung der anfallenden Wärme in der Kraft-Wärme-Kopplung in Biogasanlagen. Mit dem EEG 2012 wird ein dezidiertes Augenmerk auf die Nutzung der vorhandenen Abwärme aus Biogasanlagen gelegt. Diejenigen Biogasanlagen ohne ausreichend schlüssiges...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Das ab Anfang des Jahres 2012 gültige EEG ermöglicht nach wie vor den Erhalt des KWK (Kraft-Wärme-Kopplung)-Bonus mithilfe der Abwärmenutzung. Allerdings schreibt das Gesetz dem Biogasbetreiber eine mit 60% im Jahr ausgelastete Wärmenutzung vor. Davon können maximal 25% zur Fermenter Beheizung verwandt und angerechnet werden. Mindestens weitere 35% aus der angegebenen Abwärme von 60% müssen anderweitig verwendet und auch nachgewiesen werden. Mit alleiniger Heizung von Gebäuden lässt sich eine solche Auslastung ganzjährig niemals erreichen.<br />Daher ist die Trocknung von Schüttgütern (Hackschnitzeln, Scheitholz, Getreide, Gärreste) ein gutes Mittel, um auch in der warmen Jahreszeit die Abwärme zu nutzen. Aufgrund einfacher Logistik haben sich Trocknungscontainerlösungen bewährt. Zur Schüttgütertrocknung gibt es oft ähnlich aussehende technische Lösungen, die alle grundsätzlich funktionieren. <br /><b><br />Auf Betriebssicherheit achten</b><br />Der Betriebssicherheit und insbesondere der Energieeffizienz ist bei Anlagen, die rund um die Uhr betrieben werden, große Aufmerksamkeit zu schenken. Viele Betriebserfahrungen mit Selbstbaulösungen zeigen die Problematik des Energietransportes über das Medium Luft auf. <br />Der Stromverbrauch der Trocknungsanlage „frisst“ oftmals langfristig den kargen KWK-Bonus auf. Eine nicht vorhandene oder schlecht angepasste Regelung beeinträchtigt die Funktion der Biogasanlage insbesondere an kalten Tagen. Also ist die Forderung nach einer energieeffizienten Trocknung nicht nur im EEG mit 0,9 kWh/kg Holz festgeschrieben, sondern ist auch ein wirtschaftliches Muss.<br />Diese Herausforderung einer solchen Anlagenkonzeption hat die Firma AL-KO Therm in ihrem „Eco dry“-Gerät konsequent umgesetzt. Das Unternehmen ist seit über 40 Jahren im Bereich der Luft- und Klimatechnik, und speziell auch im Bereich der Prozess-, Verfahrens- und Trocknungstechnik, weltweit tätig. Hierbei konnte das Know-how von vielen Tausend Lüftungszentralgeräten in Konzeption und Ausführung vollständig einfließen. Die Qualität sowie die Leistungsdaten des Gerätes werden vom TÜV überwacht. <br />Das „Eco dry“ ist mit Bauteilen ausgestattet, die hochgradig standardisiert wurden. Damit will der Hersteller die Werte im Datenblatt garantieren, die teilweise unter dem Stromverbrauch der Notkühler liegen. So kommen auf den Anlagenbetreiber teilweise keine zusätzlichen Eigenstromkosten durch den Betrieb der Trocknung zu.<br />Der Griff in das Baukastensystem für Zentrallüftungsgeräte hat noch einen weiteren, entscheidenden Vorteil: Er sorgt für eine kostengünstige Anschaffung. Entwicklungen in Statik oder Gehäusedichtigkeit mussten so auch nicht in den Absatzpreis einfließen. Auch steht die  Betriebssicherheit der Trocknungsanlage der des Notkühlers nicht nach, so können auch Anlagenkonzepte ohne Notkühler realisiert werden.<br /><b><br />Effiziente Filtertechnik</b><br />Der dauerhafte störungsfreie Betrieb ist durch Einsatz hochwertiger Filtertechnik auch bei großer Staubbelastung am Aufstellungsort gegeben. Die Luftgeschwindigkeiten im Gerät sind moderat, daher ist und bleibt der Energieaufwand auch bei verschmutzten Filtern gering. Eine analoge Anzeige, die außen am Gerät angebracht ist, verdeutlicht regelmäßig dem Betreiber den Verschmutzungszustand der Filter. Der großzügig dimensionierte Wärmetauscher wandelt auch bei ungüns-<br />tig hohen Außentemperaturen im Sommer die aus der Biogasanlage ausgekoppelte Wärme vollständig in Trocknungsluft um. Eine Rücklauftemperaturregelung gewährleistet die vollständige Umwandlung der ausgekoppelten Wärmeenergie, die von der Wärmeauskopplung freigegeben wird, ohne die Betriebssicherheit der Fermenterheizung zu beinträchtigen. <br />Bei der Luftförderung kommt es neben den luftseitigen Widerständen der Anlage auch auf den Einsatz energieoptimierter Ventilatoren und deren Antriebsmotoren an. Im „Eco dry“ werden direktgetriebene, riemenlose und wartungsfreie Hochleistungsventilatoren eingesetzt. Diese werden mit niedrigen Drehzahlen angetrieben und verursachen somit auch sehr geringe Schallwerte. Zusätzlich werden doppelwandige schall- und thermisch isolierte Gehäuse eingesetzt, die vom TÜV geprüft wurden. Die genauen Schalldaten sind dokumentiert. Teure Gutachten für die Genehmigungsbehörden werden somit in der Regel komplett vermieden.<br />Verschiedene Containerhersteller bieten speziell für diese Anwendungen Container mit Belüftungsboden in Loch- oder Schlitzblechen an. Als besonders vorteilhaft erwiesen sich hier Container mit zwei Schlauchanschlüssen mit einem Durchmesser von je 400 mm. Entscheidend für den Stromverbrauch und die Trocknungsleistung ist der Druckverlust von Verteilerkanal, Schlauch und Lüftungsboden. Hier sind deswegen große Querschnitte gefragt.<br />Bei Hackschnitzel im 35 m³ Container mit ca. 11 t Inhalt (feucht) kann man von einer Trocknungszeit von 3 – 7 Tagen ausgehen. Hier sind die entscheidenden Faktoren: Anfangsfeuchtegehalt, gleichzeitig belüftete Containeranzahl, Größe und Material des Schüttguts.<br />Es hat sich hier gezeigt, dass, umso größer die Luftmenge, die auf jeden einzelnen Container entfällt, der Trocknungsvorgang beschleunigt werden kann. Die „Eco dry“ Anlage kann bis zu zwölf Container gleichzeitig mit trockener Luft versorgen.<br />Positive Erfahrungen wurden auch mit Scheitholztrocknung auf Anhängern gemacht. Hier muss jedoch die Trocknungsluftzufuhr über den Kornschieber oder andere Konstruktionen für den Schlauchanschluss erfolgen. Hierbei ist eine längere Trocknungszeit von 1 – 3 Wochen nötig, da die Feuchte nur langsam aus dem Kern zur Oberfläche wandert. Weitere Faktoren hier sind Scheitlänge, Holzart, Durchmesser der Holzstücke. Daher reichen hier geringere Luftmengen aus.<br />Die Firma AL-KO arbeitet derzeit auch an energieeffizienten Getreide-,  Geflügelmist- und Gärresttrocknungen und will entsprechende Lösungen bald zur Verfügung stellen. Des Weiteren wurden auch schon BHKW-Belüftungen realisiert. Auch hier wären effektive Abwärmenutzungen denkbar.<br /><br /><i>Bilder: AL-KO </i>
<i>Kontakt: AL-KO Therm GMBH, 89343 Jettingen-Scheppach, Tel. 08225 390, Fax 08225 392113, <a t3page="mail" href="mailto:info.therm@al-ko.de" t3url="info.therm@al-ko.de">info.therm@al-ko.de</a>, <a t3page="url" href="http://www.al-ko.de" t3url="http://www.al-ko.de">www.al-ko.de</a></i>]]></content:encoded>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			<category>Bioenergie</category>
			
			
			<pubDate>Thu, 26 Apr 2012 09:55:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Erdwärme ist fit für die Zukunft – Thermische Nutzung des Untergrunds für Wohn- und Nichtwohngebäude</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/erdwaerme-ist-fit-fuer-die-zukunft-thermische.html</link>
			<description>Bei fachgerechter Planung bieten solegeführte Erdwärmesonden höchste Planungssicherheit und bieten neben der Bereitstellung von Wärme auch die Möglichkeit, Wärme abzuführen und somit zu kühlen. Planungsgrundlage für eine nachhaltige Nutzung von Erdwärme ist immer die örtliche Geologie und das...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Die aktuelle Situation hinsichtlich des energetischen Standards von Gebäuden verlangt oft ein Maximum von Dämmaufbauten der thermischen Hülle. Immer mehr Akteuren des Baugewerkes ist nicht mehr ganz wohl dabei, einer Entwicklung entgegenzusehen, die das „Dämmen bis der Arzt kommt“ nahezu verordnet. So wird die anstehende Novellierung der Energieeinsparverordnung (EnEV) als Damoklesschwert empfunden und nach Auswegen gesucht. Der Anlagentechnik kommt hierbei umso mehr eine bedeutende Rolle zu, da der Anteil an Erneuerbaren Energien in der Energiebilanz eines Wohn- und/oder Nicht-Wohngebäudes  zwangsläufig immer mehr entscheidender wird. <br />Die Nutzung des oberflächennahen Untergrunds (allgemein auch „Erdwärme“ genannt) bietet hier ein überaus großes Potenzial für eine Grundversorgung mit regenerativer Wärme. Sie bietet entsprechend der Wärmelehre stets die Möglichkeit eines reversiblen Betriebs. Des Weiteren bietet die thermische Nutzung des oberflächennahen Untergrunds (wie es diesbezüglich zentrale Richtlinie VDI 46 40 nennt) eine Vielzahl von Synergieoptionen. Am naheliegendsten mit der solarthermischen Anlagentechnik. Schließlich weisen beide Systeme schon mal einen Solekreis auf. Solare Überschüsse können im Sommer über die Erdwärmesonden abgeführt werden. Solare Gewinne im Winter können oft effizienter eine Erdwärmesondenanlage optimieren als im klassischen Sinne bei einer solaren Heizungsunterstützung punkten. Natürlich kann im Winter bei tiefen Außentemperaturen die über die Lüftungsanlage eingeführte Frischluft zumindest vortemperiert werden, um einen Frostschutz zu erzielen bzw. Tauwasser zu vermeiden. Im Sommer kann die schwülwarme Frischluft gekühlt werden, was keinesfalls zu überschätzen ist und keineswegs einer leistungsdefinierten Kühlanlage entspricht. Hierfür müsste das passive System der natürlichen Wärmesenke, mit einem Wärmepumpenaggregat aktiviert werden. Aber auch dies ist möglich mit Erdwärmesonden. Darüber hinaus können über Erdwärmesonden natürlich auch solegeführte PV-Module gekühlt werden. Dies erhöht einerseits den technischen Wirkungsgrad der PV-Module und unterstützt andererseits die natürliche Regeneration des Untergrunds.<br /><b><br />Funktionsprinzip von ESA</b><br />Erdwärmesonden übertragen Wärme aus Bereichen unterhalb der neutralen Zone (ab etwa 20 m) im Untergrund und führen diese an den Verdampfer der Wärmepumpe. Diese Wärmequellenanlage ist nicht vom Wärmeeintrag durch Niederschlag und Sonneneinstrahlung abhängig und kann – im Gegensatz zum Flächenerdwärmeabsorber – überbaut werden. Denn das Nachladen dieses Wärmepotenzials geschieht über den geothermischen Wärmefluss aus dem Inneren der Erde als natürliche Regeneration. Auch wenn wir uns nicht in diesen Regionen bewegen, herrschen in 99 % der gesamten Masse unseres Planeten höhere Temperaturen als 1000 °C. Das ist ein enormes Potenzial an regenerativer Wärme schlechthin. Entgegen diversen Pressemeldungen in der Vergangenheit, die von „Unfällen mit Erdwärmesonden“ berichteten, handelt es sich bei Erdwärmesondenanlagen (ESA) um eine ausgereifte und vor allem sichere Technologie im Sinne einer nachhaltigen Bereitstellung von Umweltwärme. Freilich ist die stationär vorhandene Geologie ausschlaggebend und verlangt eine genaue und fachkundige Prüfung.<br />Der stetige Wärmefluss an die Erdkruste ist also sicher. Im Sommer gleichermaßen wie im Winter. Bei Tag und bei Nacht. Alle 100 m Tiefe steigt die Temperatur um etwa 3 °K. Dieses Faktum bietet eine weitaus belastbarere Planungssicherheit, als es bei oberflächennahen Wärmequellenanlagen oder gar Außenluft als Wärmequelle der Fall ist.<br /><b><br />Ausführung von ESA</b><br />Die meisten Erdwärmesonden werden als Doppel-U-Rohrsonden ausgeführt. Diese bestehen aus je zwei Solekreisen, die unterhalb der Frostgrenze in horizontaler Leitungsführung zu einem Solevorlauf und einem Solerücklauf über sogenannte Y-Stücke zusammengeführt werden. Die PE-Rohre sind zu schweißen und nach erfolgter Druck- und Dichtigkeitsprobe ebenso in Sand einzubetten, wie die Absorberrohre des Flächenerdwärmeabsorbers. Die zusammengeführten Solekreise werden am Soleverteiler angeschlossen. Pro Erdwärmesonde sind somit nur ein Verteiler- und ein Sammleranschluss notwendig, obgleich es sich um zwei Solekreise (mit gleicher Länge) handelt. In der Regel werden die Sonden gleich tief ausgeführt. Wenn sich aber große Abstände und Entfernungsunterschiede der Sonden vom Sole-Verteiler ergeben, da dieser nicht zentral positioniert werden konnte, sollte die dem Verteiler am nahesten liegende Sonde die tiefste sein. Die am weitesten entfernte Sonde sollte die kürzeste sein. Was zählt ist die Aufteilung von gleichen Rohrinhalten und Volumenströmen auf jede einzelne Sonde, um je einen möglichst gleichmäßigen Massen-Volumenstrom zu erreichen. Dieser sollte ausgewogen sein und kann sodann einen hydraulischen Abgleich am Soleverteiler eventuell überflüssig machen. <br />Grundsätzlich gilt: einen gleichmäßigen Volumenstrom sicherzustellen, um eine ebenso gleichmäßige Wärmeübertragung zu ermöglichen. Die einzelnen Sonden dürfen nicht zu nah aneinander positioniert sein, um sich nicht gegenseitig thermisch zu beeinflussen. Der Abstand  zwischen zwei Erdwärmesonden sollte mindestens 10% der jeweiligen Sondentiefe ausmachen. (Also im nachfolgend genannten Beispiel mindestens 6 m). Durch das Verpressmaterial müssen die Hohlräume zwischen Sondenrohren und Bohrloch vollständig ausgefüllt werden. Um einen Lufteinschluss (der die Wärmeübertragung verschlechtern würde) auszuschließen, wird das Material über ein Füllrohr von unten nach oben eingebracht. Nach dem Aushärten entsteht ein fester Wärmeübertragungszylinder, der inmitten die beiden vertikalen Solekreise der Erdwärmesonde führt.<br /><b><br />Genehmigung und Qualitätsnachweis</b><br />Die Herstellung einer ESA darf nur durch einen qualifizierten und  zugelassenen Bohrunternehmer erfolgen, der nach DVGW Arbeitsblatt W 120 zertifiziert ist. Ein weiteres Qualitätsmerkmal ist das D-A-CH-Gütesiegel. Es steht für „geprüfte Erdsondenqualität“ und stellt besondere Anforderungen an die Bohrunternehmer, die dieses Zertifikat tragen. Notwendig ist zudem ein Genehmigungsverfahren, das über die örtlichen Behörden zu stellen ist. Für dieses Genehmigungsverfahren ist die Planung der ESA nachzuweisen, inklusive:
<ul> <li>ein zu erwartendes Schichtenprofil,</li> <li>Ausbauvorschläge in zeichnerischer Form mit Schichtenverhältnissen im Untergrund,</li> <li>Positionierung der Erdwärmesonden,</li> <li>Unbedenklichkeitsnachweis des Verpressungsmaterial und des Glykols, sowie </li> <li>leistungsbezogene Angaben zur Wärmepumpenanlage und Herstellererklärungen. </li> </ul>
Nach Prüfung durch einen Sachverständigen wird die Genehmigung mit entsprechenden Auflagen zur Durchführung erteilt, sofern die Dokumentation den Schluss zulässt, dass derjenige der bohren will, weiß was er tut und den fachlichen Anforderungen gerecht wird. Die Behörde behält sich das Recht vor, die Bohrstelle zu kontrollieren und erhält nach Abschluss der Herstellungsarbeiten einen Bericht inklusive Dokumentation.
<br /><b><br />Der Wärmeentzug aus dem Untergrund</b><br />Wichtig für die Erstellung einer ESA ist die Erfüllung der definierten Entzugsleistung in kW, unabhängig durch etwaige Sondenmeter bzw. Anzahl von Erdwärmesonden. Das Leistungsverzeichnis für den Bohrunternehmer muss die notwendige Entzugsleistung in kW fordern. Ebenso ist der Bohrunternehmer für die Dichtheit und Funktion der Wärmequellenanlage verantwortlich. Als Schnittstelle zum Heizungsbauer empfiehlt sich der Soleverteiler. <br />Wie bei jeder Wärmequellenanlage für Wärmepumpen kommt eine großzügige Auslegung dem Gesamtsystem immer zugute. Für eine überschlägige Ermittlung der Sondenlänge kann in vielen Regionen 40 – 50 W pro Meter angenommen werden. Doch allein das Spektrum der VDI 4640 zur thermischen Nutzung des Untergrunds – die als Grundlage für die Planung der Wärmequellenanlage bis zu einer Heizwärmeleistung von 30 kW gilt – kann zu großen Abweichungen führen. Bei wechselnden Schichten kann der mögliche Wärmeentzug sehr variieren. Die tatsächliche Entzugsleistung ist über ein ortsspezifisches Schichtenprofil zu ermitteln, um daraus die zu entziehende Wärmemenge zu generieren. Grundsätzlich gilt, dass steiniger Untergrund eine bessere Wärmespeicherkapazität besitzt als Erdreich. Natürlich spielen auch wasserführende Schichten und die Wärmeleitfähigkeit verschiedener Materialien im Untergrund eine Rolle. Dem spezifischen Untergrund darf nur soviel Wärme entzogen werden, wie durch natürliche Regeneration wieder zugeführt werden kann. <br /><b><br />Dimensionierungsbeispiel Erdwärmesondenanlage</b><br />Um die notwendige Entzugsleistung aus dem Untergrund zu ermitteln ist es notwendig zu wissen, welche Wärmepumpe eingebaut werden soll. Aus den technischen Daten der Hersteller sind die Leistungsangaben entsprechend ihren DIN-Bezügen zu entnehmen, wie beispielsweise: (siehe Tabelle 2).<br />Bei einem Wärmeentzug aus dem Untergrund von 12 000 W ist eine gesamte Sondenlänge von 300 m notwendig, um das Temperaturverhältnis im Untergrund nicht wesentlich zu beeinträchtigen. Wichtig ist, dass nur so viel Wärme dem Untergrund entzogen wird, wie zeitnah durch den geothermischen Wärmefluss dem Entzugsbereich der Sonde wieder zugeführt wird. Dies kann nur durch eine ausgeglichene natürliche Regeneration erreicht werden. Nur wenn dies der Fall ist, kann eine langfristig konstante Wärmequellentemperatur erwartet werden. Die Anzahl der einzelnen Erdwärmesonden ergibt sich aus der zulässigen Bohrtiefe, da häufig die zweite wasserführende Schicht nicht durchteuft werden darf. Ab einer Tiefe von 100 m ist ein zusätzliches Genehmigungsverfahren notwendig. Mit der Ausnutzung der jeweiligen Bohrtiefe von beispielsweise 60 m entsteht in obigem Beispiel ein Erdwärmesondenfeld mit fünf Erdwärmesonden zu je 60 m. <br />Entsprechende Planungssicherheit bietet ein Schichtenprofil, aus dem die unterschiedlichen Wärmeentzugsleistungen entsprechend den anzutreffenden Schichten angegeben sind. Diese Leistungsangaben müssen stets im Verhältnis der Jahresbetriebsstunden stehen. Eine diesbezügliche Empfehlung nennt die VDI 4640 mit 1800 bzw. 2400 Jahres-Betriebsstunden. Die Anzahl der Jahres-Betriebsstunden ist deckungsgleich mit den Betriebsstunden der Wärmepumpe. Nach obigen Dimensionierungsbeispielen werden bei 2000 Betriebsstunden im Jahr etwa 24 000 kWh Wärme aus dem Untergrund entzogen. Die zugeführte elektrische Leistung entspräche für den Arbeitsprozess des Kompressors im Mittel etwa 6100 kWh zuzüglich etwa 800 kWh für die Sole-Umwälzpumpe, also insgesamt  6900 kWh. <br />Im Verhältnis zum Anteil der Umweltwärme entspräche dies einer rechnerischen Jahres-Leistungszahl von 4,00 bei einer Nennwärmeleistung von etwa 13 800 W. Eine genaue Berechnung der Jahres-Arbeitszahl ist real definitiv nicht möglich, da u.a. der Warmwasserbedarf nutzerabhängig ist und letztendlich das Zünglein an der Waage sein kann. Die Jahresarbeitszahl kann nach wie vor nur gemessen werden. Aussagekräftige Ergebnisse sind besonders bei Neubauten erst nach der zweiten oder dritten Heizperiode zu erwarten, wenn das Gebäude vollständig trocken ist. Des Weiteren spielen die thermischen Eigenschaften der Materialien und Baustoffe eine wichtige Rolle und beeinflussen den Wärmebedarf – auch wenn dies bislang nicht wirklich berücksichtigt wird.<br /><b><br />Kühlen mit Erdwärmesonden</b><br />Das Funktionsprinzip der Wärmepumpenanlage mit Erdwärmesonden erlaubt auch den umgekehrten Weg des Wärmetransports. Somit besteht die Möglichkeit, im Sommer bei Bedarf Wärme aus dem Raum zu transportieren und in den Untergrund zu übertragen, dessen Umgebungstemperatur (etwa 10 °C) eine entsprechende Wärmesenke darstellt. Zu unterscheiden ist zwischen einer aktiven und einer passiven Kühlung entsprechend den Anforderungen. Bei definierten Kühllasten müssen diese nach VDI 2078 ermittelt werden. Diese Ergebnisse entscheiden über die Art der Kühlung, passiv oder aktiv. Definierte Kühllasten (wie beispielsweise im gewerblichen Bereich) sind in der Regel nur mit einem aktiven Kühlbetrieb zu gewährleisten. Der Arbeitsprozess der Wärmepumpe wird umgekehrt  (reversible Betriebsweise der Wärmequellenanlage). Aus der Wärmenutzungsanlage wird im Kühlbetrieb eine Wärmequellenanlage, welche die Wärme aus dem Kühlprozess der Wärmepumpe an die Wärmenutzungsanlage abgibt, die ansonsten die Wärmequelle darstellt. Die Wärmesenke muss die entsprechende Kühlleistung  aufnehmen können, was entsprechend der Umgebung nachzuweisen ist und einer Genehmigung bedarf.<br /><b><br />Die passive Kühlung von Wohnbereichen</b><br />Eine passive Kühlung funktioniert ohne Wärmepumpe und bietet eine Verbesserung des Wohnklimas im Sommer ohne großen Mehraufwand. Voraussetzung ist allerdings ein entsprechendes Flächenheizungssystem, um eine optimale, da großflächige  Wärmeübertragung zu ermöglichen. Die Kühlleistungen von Fußboden-, Wand- und Deckenheizsystemen sind unterschiedlich und produktspezifisch zu ermitteln. In jedem Fall ist ein Taupunktwächter in die Steuerungs- und Regelungstechnik zu integrieren, um Taupunktunterschreitungen im und am Bauteil der entsprechenden Oberflächen zu verhindern! – Es gilt ferner zu beachten, dass bei einer passiven Kühlung keine definierten Kühlleistungen gewährleistet werden können, jedoch Annäherungen die eine Optimierung, nicht nur der Wohnsituation, sondern auch der Wärmequellenanlage bedeuten können.<br />Auf diese Weise kann bei einer Wärmepumpenzentralheizungsanlage mit Erdwärmesonden mittels Kühlmodul die Wärmepumpe umgangen werden, sodass der Flächenheizkreis über einen Wärmetauscher die Wärme an den Solekreis ins Erdreich überträgt. Lediglich die Heizkreispumpe und die Solepumpe sind in Betrieb; die Wärmepumpe ist aus. Zu berücksichtigen ist, dass die Kühlleistung einer Erdwärmesonde meist geringer (bis zu 20%) ist als die Wärmeentzugsleistung. Dennoch ist es möglich, die Raumlufttemperatur um bis zu 3 °C niedriger zu halten als die Außenluft, was dem Wohlbefinden der Bewohner entgegenkommt, denn niemand muss befürchten, sich zu erkälten.<br /><b><br />Natürliche Regeneration</b><br />Ein zusätzlicher Aspekt ist, dass durch die passive Kühlung im Sommer die natürliche Regeneration der ESA im Untergrund unterstützt wird. Es ist allerdings davon abgeraten, diesen Sachverhalt in die Auslegung der Erdwärmesonde aufzunehmen, da es sich hier keineswegs um kalkulierbare Größen handelt. Die Auslegung muss für den Heizwärmebedarf  wie oben beschrieben durchgeführt werden. Die passive Kühlung ermöglicht dabei ohne großen Mehraufwand eine Optimierung der Wärmequelle sicherlich, aber vor allem eine Steigerung des Wohnklimakomforts der Bewohner. Für die Bereitstellung von Wohnwärme sind ESA eine verlässliche Quelle und können mit einer Vielzahl anderer Wärmeerzeuger aus dem Konzert der Erneuerbaren  kombiniert werden, um den energetischen Standard eines Gebäudes in jedem Fall hochzuhalten.<br /><br /><i>Autor: Frank Hartmann</i>]]></content:encoded>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			
			
			<pubDate>Wed, 25 Apr 2012 13:14:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Bei Nichtbeachtung drohen hohe Bußgelder – Die energetische Inspektion von Klimaanlagen ist Pflicht</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/bei-nichtbeachtung-drohen-hohe-bussgelder-die.html</link>
			<description>Die Energieeinsparverordnung (EnEV) schreibt in § 12 die regelmäßige Inspektion von Klimaanlagen vor. Hierauf weist der Fachverband Gebäude-Klima e.V., Bietigheim-
Bissingen, hin und unterstreicht die Bedeutung einer solchen Inspektion im Hinblick auf Energieeinsparung und Klimaschutz. </description>
			<content:encoded><![CDATA[Gemäß EnEV besteht definitiv eine gesetzliche Pflicht zur Inspektion energierelevanter Bauteile und Komponenten. Hierunter fallen die Kälteerzeugung, Ventilatoren, Wärmerückgewinnung und die Regelung. Entsprechend dem Energieeinspargesetz sind im Fall der Nichtbeachtung Bußgelder von 5000 bis 50000 Euro fällig. Trotzdem muss in der Praxis beobachtet werden, dass diese Verpflichtung kaum eingehalten wird. <br />Eine vom FGK und dem Herstellerverband Raumlufttechnische Geräte e. V. in Auftrag gegebene Studie kommt zu dem Ergebnis, dass lediglich rund 2% der über 12 Jahre alten Anlagen, die bis zum Stichtag 1. Oktober 2011 hätten inspiziert werden müssen, tatsächlich gemäß Ordnungsrecht untersucht wurden.<br /><b><br />Regelung und Stichtage</b><br />Die Inspektion ist erstmals 10 Jahre nach Inbetriebnahme der Anlage durchzuführen. Für Altanlagen gilt folgende Regelung mit Stichtag 1. Oktober 2007. Die Fristen sind abhängig vom Alter der Anlage:
<ul> <li>4 bis 6 Jahre alte Anlage: Inspektion innerhalb von 6 Jahren,</li> <li>über 12 Jahre: Inspektion innerhalb von 4 Jahren,</li> <li>über 20 Jahre: Inspektion innerhalb von 2 Jahren. </li> </ul>
Alle über 20 Jahre alten Anlagen hätten demnach bereits bis zum 1. Oktober 2009 einer Inspektion unterzogen werden müssen. Die Inspektion umfasst folgende Aspekte:
<ul> <li>Prüfung von Komponenten, die den Wirkungsgrad der Anlage beeinflussen,</li> <li>Prüfung der Anlagendimensionierung.</li> </ul>
Mit der EnEV 2009 fordert der Verordnungsgeber, dass der Betreiber auf Verlangen einen entsprechenden Nachweis gegenüber den zuständigen Landesbehörden vorzulegen hat. Aber auch hier wird es noch einige Zeit dauern, bis in den Bundesländern entsprechende Durchführungsverfahren vorliegen.<br />Doch auch unabhängig von gesetzlichen Vorgaben muss es im Interesse des Anlagenbetreibers liegen, die technischen Anlagen auf einem energetisch hohen Standard zu halten. Denn gerade in der Lüftungs- und Klimatechnik verbergen sich große Potenziale hinsichtlich Energieverbrauchssenkung durch neue effiziente Produkte, die Nutzung von regenerativen Energien und neuen Dienstleistungen.
<i>Kontakt:</i> Fachverband Gebäude-Klima e.V. (FGK), 74321 Bietigheim-Bissingen, Tel. 07142 7888990, Fax 07142 78889919, <a t3page="mail" href="mailto:info@fgk.de" t3url="info@fgk.de">info@fgk.de</a>, <a t3page="url" href="http://www.fgk.de" t3url="http://www.fgk.de">www.fgk.de</a>]]></content:encoded>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			<category>Geothermie</category>
			
			
			<pubDate>Tue, 24 Apr 2012 11:55:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Energiemanagement in autarken Systemen – Gedanken zur Verknüpfung regenerativer Energien in Inselnetzen – Teil 2</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/energiemanagement-in-autarken-systemen-gedanken-zu.html</link>
			<description>Im Mittelpunkt des ersten Teils dieses Artikel - erschienen in der IKZ-ENERGY 2-2012, Seite 53 ff. – standen die Systembeschreibungen. Nachstehend die Ausführungen des Autors zur Zielstellung und Lösungsstrategie.  </description>
			<content:encoded><![CDATA[Die Zielstellung für die Energiesteuerung in dezentralen Systemen ergibt sich aus der geforderten Energieautarkie und bedeutet die dauerhafte Gewährleistung eines Gleichgewichts zwischen dem aktuellen internen Energiebedarf <i>v = v(t)</i> und der Bereitstellung von Energie <i>r = r(t)</i> aus regenerativen Quellen bei allen vorkommenden Prozesszuständen. Damit liegt im Kern ein Regelungsproblem vor.<br />Bei der Realisierung dieser Zielstellung sind allerdings Nebenbedingungen zu berücksichtigen. Diese bestehen einerseits in der vollständigen Ausnutzung des aktuellen Energieangebots aus den natürlichen Quellen Windkraft und Sonnenstrahlung. Deckt dieser Energieeintrag nicht den aktuellen Bedarf, so ist das Defizit durch Einbindung systemintern vorhandener natürlicher Quellen auszugleichen, wobei nach einer vorgegebenen Reihenfolge zu verfahren ist. Sind alle diesbezüglich bestehenden Möglichkeiten ausgeschöpft, dann soll die Möglichkeit gegeben sein, den noch verbleibenden Fehlbetrag durch externe Lieferung zu kompensieren. In extremen Situationen sind auch gestufte Abschaltungen von Verbrauchern vorzusehen.<br />Umgekehrt werden bei bestehendem Energieüberschuss die internen Energiequellen zurückgefahren und die vorzugsweise in energiereiches Gas umgewandelte Elektroenergie zum Laden von Speichern genutzt. Sind diese Gasspeicher gefüllt, und es besteht weiterhin ein Überschuss an Strom, so kann dieser gewinnbringend in das öffentliche Netz eingespeist werden. <br /><b><br />Programmbasierte verbale Funktionsbeschreibung</b><br />In den folgenden Ausführungen werden nur die Hauptlinien des Energiemanagements in autarken Systemen nachgezeichnet und somit lediglich die Grundstruktur der Steuerung erfasst. Die gewählte Reihenfolge der von der Steuerung verfügten Maßnahmen ist beispielhaft zu verstehen. Im Einzelfall können durchaus unterschiedliche Prioritäten gesetzt sein, die je nach Ausbau des jeweiligen Systems und der Leistungsfähigkeit seiner Komponente variieren.<br />Die Behandlung der zielorientierten Steuerung energieautarker Systeme soll unter Bezugnahme auf eine grafische Darstellung vorgenommen werden. Bei der Auswahl dieser Grafik entscheiden wir uns angesichts des Ablaufcharakters der Funktion für die Benutzung eines Programmablaufplanes. Selbst wenn die dort benutzte Symbolik dem einen oder anderen Leser nicht vertraut sein mag, so können Bilder die Vorstellung doch wesentlich unterstützen. Zur Milderung der Anforderungen werden wir hier die einzelnen Programmschritte nicht in der üblichen formalen Darstellung beschreiben. Stattdessen beschränken wir uns auf  eine grobe Funktionserläuterung in verbaler Form.<br />Die Funktionsstruktur des zu behandelnden Energiemanagements in lokalen Systemen in der gewählten Form eines vereinfachten Programmablaufplanes veranschaulicht Bild 1.<br />Wie ersichtlich hat die Programmstruktur zyklischen Charakter. Der Programmdurchlauf erfolgt allerdings nicht ständig, sondern mit wählbarer Periodizität, was durch den Zeitgeber Z im Programmrücksprung angedeutet werden soll. In das Programm sind drei Module eingebettet, die unterschiedlichen Teilaufgaben gewidmet sind, und die nachfolgend erläutert werden. <br /><i></i>
<i>Unterprogramm Energiebilanz</i><br />Bei jedem Programmdurchlauf wird zu Beginn eine Energiebilanz durchgeführt. Dazu werden in einem vorangestellten Berechnungsteil zunächst  sämtliche Beiträge an regenerativer Energie zur Gesamterzeugung <i>r = r(t)</i> subsumiert. Die Hauptbeiträge stammen aus der Windkraft <i>w</i> und Sonnenstrahlung s. Bedarfsweise liefern weitere Quellen, wie Biogas <i>b</i> und Wasserstoff <i>h</i>, durch Umwandlung der gespeicherten Gase Elektroenergie. Im Extremfall könnte auch Elektroenergie <i>x</i> aus externer Bereitstellung in Anspruch genommen werden. Auf der Gegenseite wird auch der insgesamt bestehende Verbrauch <i>v = v(t)</i> ermittelt. Dieser ergibt sich summarisch aus dem Energiekonsum der im System vorhandenen Einzelverbraucher sowie den Verbräuchen, die gerade zum Aufladen von Speichern insbesondere mit Wasserstoff eingesetzt sind. Je nach Systemzustand kann die Anzahl der zu berücksichtigenden Energiequellen wie auch die der Energiesenken in weiten Grenzen variieren. Im Minimalfall tragen zur Energiezufuhr nur die Quellen von Wind- und Sonnenkraft bei.<br />Im nächsten Schritt wird Bilanz gezogen, indem die gesamtheitlich verfügbare regenerative Energie<i> r = r(t)</i> dem Gesamtverbrauch<i> v = v(t)</i> gegenübergestellt wird. Die Differenz <br /><br /><i>d(t) = r(t) – v(t) </i>(1)<br /><br />liefert dann eine aussagfähige Größe über den bestehenden Energiezustand im System. Anhand von zwei sich anschließenden Tests <i>T1</i> und  <i>T2</i> können verschiedene Betriebsfälle erkannt werden, aus denen unterschiedliche Schlussfolgerungen zu ziehen sind. Dazu wird mit ε > 0 eine passend gewählte Referenzgröße gewählt. Die Testkriterien lauten dann<br /><br /><i>T1: d(t) < – ε? (Energiemangel) </i>(2)<br /><br />und<br /><i><br />T2: d(t) > – ε? (Energieüberschuss)</i> (3)<br /><br />Wie aus Bild 1 ersichtlich, ergeben sich je nach Ergebnis der Tests <i>T1</i> bzw. <i>T2</i> Programmverzweigungen. Die Erfüllung des Tests <i>T1</i> verweist auf einen bestehenden Energiemangel. Ein positives Ergebnis von Test <i>T2</i> bedeutet Energieüberschuss. Bei Nichterfüllung von <i>T2</i> erfolgt ein Sprung zum Programmende. Dies bedeutet, dass das Management in diesem Fall nicht in den Prozess einzugreifen braucht. Dies ist auf die Einführung der Schwelle ε > 0 zurückzuführen, womit eine Toleranzzone abgegrenzt  wird, in der nahezu Energieausgleich herrscht. Liegt der aktuelle Betriebszustand innerhalb dieser Zone, dann sollen unnötige Veränderungen ausgeschlossen und somit ständige Pendelbewegungen verhindert werden.<br />Bei positivem Ergebnis eines der beiden Tests wird jeweils ein spezielles Unterprogramm aufgerufen. Darin werden der jeweilige Systemzustand analysiert und die jeweils vorgesehenen Maßnahmen aufgerufen und ausgeführt. Die Reihenfolge der zu treffenden Maßnahmen ist durch eine Prioritätenliste festgelegt. Danach erfolgt ein Sprung zum Programmende. Da das System unterschiedliche Zustände annehmen kann, sind auch die vorgesehenen Maßnahmen verschieden. Die Programmpfade in den Unterprogrammen werden in unterschiedlicher Länge durchlaufen. Somit kann, wie in Bild 1 angedeutet, der Sprung zum Programmende an unterschiedlichen Stellen stattfinden.<br /><i><br />Unterprogramm Energiemangel</i><br />Wurde anhand des Tests <i>T1</i> ein Energiemangel festgestellt, so wird im diesbezüglich aufgerufenen Programmmodul „Energiemangel“ zunächst die Nutzungsmöglichkeit von gespeichertem Biogas geprüft. Dazu wird mittels eines Speichertests festgestellt, ob sich dieser Anteil weiter steigern lässt. Ist dies der Fall, dann wird die zugehörige Stellgröße erhöht. <br />Bei negativem Ergebnis wird zum nächsten Programmschritt übergegangen, der sich auf die Erhöhung des Wasserstoffanteils bezieht. Ergibt dort die Überprüfung des Füllungsgrades des Wasserstoffspeichers einen positiven Befund, dann wird entweder eine Steigerung der Leistung der Gasturbine bzw. des Blockheizkraftwerkes veranlasst oder der Anteil des dem Biogas zugemischten Wasserstoffs erhöht. <br />Ist die den Gasspeichern entnehmbare Energie ausgeschöpft, wird ggf. noch die Lieferfähigkeit von elektrischen Speichern geprüft. Dazu zählen einerseits die in den E-Mobilen in verteilter Form enthaltenen Batterien. Führt die Ausschöpfung auch dieser temporären Quelle nicht zum erwarteten Energieausgleich, sind die internen Möglichkeiten der Selbstversorgung insgesamt ausgereizt. Nun besteht noch die Chance, die fehlende Energiemenge unter vorübergehender Aufgabe der Autarkiebestrebungen extern aus dem öffentlichen Versorgungsnetz zu beziehen. Dazu müssen zuvor die bestehenden Möglichkeiten und finanziellen Konditionen geprüft werden. Schlägt auch diese Möglichkeit fehl, dann verbleiben nur noch Einschränkungen auf der Verbraucherseite. In diesem Fall werden zwangsweise Abschaltungen in einer vorab festgelegten Reihenfolge, beginnend mit den Großverbrauchern, vorgenommen.<br /><i><br />Unterprogramm Energieüberschuss</i><br />Liefern entsprechend dem Ergebnis von T2 die aktuell in Betrieb befindlichen Energiequellen mehr Energie als aktuell verbraucht wird, so erfolgt ein Sprung zum Programmmodul „Energieüberschuss“. Die Prüfung der verschiedenen Möglichkeiten erfolgt hier in umgekehrter Reihenfolge wie zuvor beschrieben. Im Sinne der Gewährleistung einer möglichst hohen Versorgungssicherheit wird zuerst geprüft, ob der Energiebedarf sämtlicher Verbraucher momentan befriedigt wird. Bei Fehlanzeige werden dann die vorübergehend abgeschalteten Verbraucher entsprechend der vorbestimmten Rangfolge schrittweise wieder an das Inselnetz angeschlossen. <br />Die weitere Reihenfolge der Maßnahmen ist dann eine Frage der Prioritätensetzung. Im nächsten Schritt kann beispielsweise geprüft werden, ob der überschüssige Strom gewinnbringend in das öffentliche Netz eingespeist werden kann. Besteht immer noch Energieüberschuss, dann wären als nächstes die Batterien zu laden, solange die Speicherkapazität noch nicht ausgeschöpft ist. Andernfalls ist die Füllung der Wasserstofftanks zu prüfen und ggf. die entsprechende Elektrolyseanlage hochzufahren, um den entsprechenden Gasspeicher aufzutanken. <br />Besteht immer noch Energieüberschuss, dann ist die Biogasanlage als drittwichtigste natürliche Energiequelle zurückzufahren und ggf. sogar abzuschalten. Reicht selbst dies nicht aus, so lässt sich der Reststrom evt. noch günstig extern vermarkten.<br /><b><br />Permanente Angleichung an veränderte Situationen </b><br />Beim Programmanlauf (begin) wird davon ausgegangen, dass das System hinreichend mit Energie aus Wind und Sonne versorgt wird. Trifft diese Annahme nicht zu, so werden in den folgenden Programmdurchläufen unter wiederholtem Passieren des Unterprogramms „Energiemangel“ nach und nach weitere Energiequellen in festgelegter Reihenfolge in Betrieb genommen, bzw. deren Leistung bis zur Erreichung der Kapazitätsgrenze gesteigert, bis schließlich Energiegleichgewicht hergestellt ist. Irgendwann wird es bei ordnungsgemäßer Auslegung des Systems auch zu Energieüberschüssen kommen. In diesem Fall wird das Unterprogramm „Energieüberschuss“ aktiv. Die nicht benötigte Energie wird dann vorwiegend zur Auffüllung von Energiespeichern verwendet, um Vorsorge für die Bewältigung späterer Mangelsituationen zu treffen. Die Programmsteuerung funktioniert somit im Sinne einer permanenten Angleichung an die sich verändernden Situationen. <br />Bei jedem Programmdurchlauf werden immer nur Eingriffe im Sinne von Änderungen vorgenommen.<br />Die veranlassten Maßnahmen (Stelleingriffe) können sowohl gradueller Art („größer“, „kleiner“) sein als auch strukturellen Charakter („ein“, „aus“) aufweisen. Nach Ausführung der veranlassten Aktion erfolgt jeweils ein Sprung zum Programm-<br />ende. In den aufeinander folgenden Programmschritten verzweigt sich das Programm bei positivem Testergebnis, wobei eine definierte Aktion ausgegeben und ein Sprung an das Programmende veranlasst wird. Somit werden bei der Programmabarbeitung je nach festgestelltem Systemzustand unterschiedlich lange Pfade durchlaufen. <br />In dem vorgestellten Programmablaufplan wurde das Verhalten der Energieverbraucher nicht berücksichtigt, obwohl diese einen wichtigen Beitrag zur Minderung von Energieengpässen leisten können. Der Grund dafür ist in der Freiwilligkeit eines energieorientierten Verhaltens beim Energiekunden zu suchen. Das Verbraucherverhalten sollte nach Möglichkeit darauf gerichtet sein, in Zeiten des Energiemangels von den Möglichkeiten der Energieeinsparung bzw. der Verbrauchsverlagerung Gebrauch zu machen. Die Bereitschaft für solche Selbstbeschränkungen resultiert entweder aus Einsicht, kann aber auch durch besondere Tarifgestaltung stimuliert werden. Damit können Energiekunden angeregt werden, besondere „Stromfresser“ nur in Zeiten des Überangebots, also etwa während der Nachtstunden, zu betreiben. Unberücksichtigt blieben auch verschiedene nebenläufige Prozesse, wie etwa das Betanken von Fahrzeugen mit Brennstoffzellenantrieb mit dem benötigten Wasserstoff oder die Verwendung von Biogas zu Heizzwecken.<br /><b><br />Herausforderung für Experten</b><br />Mit dem Energiemanagement in autarken Systemen wurde ein zwar wichtiges, bisher  jedoch nur ungenügend behandeltes Thema aufgegriffen. Wie sich zeigt, ist dieses Problem von einiger Komplexität und stellt auch den Experten vor eine Herausforderung.<br />Um Energieautarkie zu ermöglichen, müssen systemintern zunächst  die notwendigen Voraussetzungen vor allem bezüglich der Verfügbarkeit von Energie aus mehreren Quellen sowie deren Speicherung in möglichst vorteilhafter Form geschaffen werden. Dabei handelt es sich im regelungstechnischen Sinne um den Prozess, der zunächst behandelt wird. <br />Danach befasst sich die Arbeit themengemäß mit dem Management, also der Steuerung, der verschiedenen Ressourcen im Sinne der globalen Zielstellung. Diese besteht darin, ein beständiges Gleichgewicht zwischen der Verwertung regenerativer Energiequellen und dem aktuellen systeminternen Energieverbrauch durch Herbeiführung eines geeigneten Energiemixes zu gewährleisten, was im Kern auf ein Regelungsproblem führt. Die Behandlung erfolgt hier unter Zugrundelegung eines vereinfachten Programmablaufplanes. Die wesentlichen Funktionen sind in drei Unterprogrammen niedergelegt, die die Ermittlung des aktuellen Energiezustandes und das Verhalten bei Energiemangel bzw. -überschuss betreffen. Aus Gründen der besseren Allgemeinverständlichkeit werden die Programmfunktionen in verbaler Form abgehandelt.<br />Mit den vorliegenden Darlegungen hat der Autor versucht, ein schwieriges Thema aufzubereiten und auch für den allgemein-technisch interessierten Leser zugänglich zu machen. Dementsprechend war er um eine Behandlung auf mittlerer Tiefe bemüht. Selbst wenn dies vielleicht nicht immer hinreichend gelungen sein mag, so hofft er doch, das Wesen des Steuerungsproblems bei der Versorgung mit Regenerativen Energien verdeutlicht und einen Eindruck von der bestehenden Komplexität der Aufgabe vermittelt zu haben.<br /><br /><i>Literatur:</i><br />[1] Weller, W.; M. Will: Create the future – Gesamtheitliches Konzept zur dezentralen Energieversorgung auf der Basis regenerativer Quellen. Teil I u. II, IKZ-Energy,: 2/März 2011 u. 3/April 2011<br />[2] Wagner, S.: Aus Wind wird Wasserstoff wird Strom. Focus-online, 26. 10. 2011, sowie: www.focus.de/.../hybridkraftwerk-in-prenzlau-aus-wind-wird-wasser, sowie: www.eurosolar/de/de/images/stories/...Enertrag_Hybridkraftwerk.pd...<br />[3] NEMO Technologiekompetenz Fluss-Strom: www.flussstrom.de<br />[4] Dohmen, F.; B. Schmid: Tausend Meter in die Tiefe. Der Spiegel 45/2011, S. 148-150, sowie: GEO 03/2011, S. 134<br />[5] Geothermische Energieerzeugung. in: www.spiegel.de/wissenschaft/mensch/..., sowie: www.vde.com/de/fg/ETG/…/V1/…<br /><br /><i>Autor:</i><br />Prof. Dr.-Ing. habil. Wolfgang Weller: 1960-1970 Forschungstätigkeit in der Industie; Lehraufträge am Higher Institute for Electronics in Menouf (Ägypten) und an der Univ. Rostock; 1970-1998 Inhaber des Lehrstuhls für Technische Kybernetik und Direktor des Instituts für Automatisierungstechnik an der Humboldt-Univ. zu  Berlin; 1992-2008 Ingenierubüro für Intelligente Informationstechnologien]]></content:encoded>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			<category>Energieeffizienz</category>
			
			
			<pubDate>Tue, 24 Apr 2012 09:26:00 +0200</pubDate>
			
		</item>
		
		<item>
			<title>Qualitätssicherung durch Serviceleistungen – Wartung, Dokumentation und Monitoring von Wärmepumpenanlagen</title>
			<link>http://www.ikz-energy.de/home/single-view/article/qualitaetssicherung-durch-serviceleistungen-wa.html</link>
			<description>Oft wird der Eindruck vermittelt, dass eine Wärmepumpe „wartungsfrei“ ist. Das bezieht sich meist auf die sehr betriebssichere Funktionsweise des Aggregats, wenn die Rahmenbedingungen stimmen. Eine effiziente Betriebsweise von Wärmepumpen-Zentralheizungsanlagen ist allerdings am sichersten zu...</description>
			<content:encoded><![CDATA[Selbst wenn Wärmepumpenanlagen in der Regel nicht sehr wartungsintensiv sind, sollte man keinesfalls daraus schließen, die Anlage sei zu vernachlässigen. Wird man erst aktiv, wenn offensichtliche Mängel bzw. Unregelmäßigkeiten auftreten, kann es schon zu spät sein. Die Haustechnik – und im konkreten die Heizungsanlage – besteht aus weitaus mehr wartungsnotwendigen Komponenten als die Wärmepumpe. Aus diesem Grund ist stets ein Wartungsvertrag der gesamten haustechnischen Anlage notwendig und empfehlenswert, um einen sicheren und effizienten Betrieb nachhaltig zu gewährleisten. <br />In jedem Falle sollte eine regelmäßige Sichtkontrolle der Wärmepumpenanlage durchgeführt werden. Hier ist, wie bei jeder Heizungsanlage, auf den Anlagendruck und sonstige sicherheitstechnische Einrichtungen zu achten. Bei solegeführten Anlagen ist in jedem Fall der Glykolanteil (Frostschutz) zu prüfen, bei Grundwasseranlagen die Wasserqualität, die keineswegs für immer diejenige wie bei der Planung bzw. Inbetriebnahme sein muss. <br />Des Weiteren sind der Schmutzfänger zu prüfen und ggf. zu reinigen sowie weitere Komponenten der spezifischen Anlagenkonstellation, die betriebsrelevant sind. Darüber hinaus sind die Einstellungen der Regelung zu überprüfen und nicht zuletzt die Sperrzeiten des Stromanbieters. Nicht selten kommt es vor, dass sich diese Sperrzeiten während des Betriebs verschieben, zu Beginn fehlerhaft kommuniziert wurden oder die Sperrzeiten noch nicht bekannt waren bzw. aus anderen Gründen versäumt wurde, die Sperrzeiten in der Regelung der Anlage einzugeben. Regelungstechnisch muss darauf aber eingegangen werden, um die Wärmebereitstellung insbesondere für die Warmwasserbereitung sicherzustellen.<br /><b><br />Wartungsgrundlage</b><br />Grundlage einer Wartung ist neben der Ausführungsplanung immer das Inbetriebnahme-Protokoll mit der Dokumentation wesentlicher Einstellparameter der Wärmepumpe selbst, aber auch der Wärmenutzungsanlage, insbesondere der Speicher- und Bereitstellungstechnik. Nur so ist ein Vergleichen und Anpassen möglich. Dies gilt insbesondere für die erste Wartung nach der Erst-Inbetriebnahme. Darüber hinaus bringt ein Monitoring die Dokumentation der bis dahin stattgefundenen tatsächlichen Betriebssituationen, die unter Umständen eine Systemanpassung erfordert. In jedem Fall sind die Wartungsleistungen durch eine Leistungsbeschreibung zu definieren.<br /><b><br />Definition des Wartungsvertrages</b><br />Grundlage für die Wartung ist ein Wartungsvertrag, der entsprechend der zu wartenden Anlage sämtliche Wartungsleistungen, die sich aus der Ausführungsplanung und dem Inbetriebnahme-Protokoll ableiten, beschreibt. Viele Hersteller von Wärmepumpen bieten eine Checkliste zur Wartung bzw. einen Muster-Wartungsvertrag an. Ein abgeschlossener Wartungsvertrag ist nicht selten die Basis einer Gewährleistungsverlängerung.<br /><i><b><br />Dokumentation der Energieverbräuche:</b></i><br />Die Dokumentation der Energieflüsse (Stromaufnahme und Wärmeabgabe) ist ebenfalls während der Wartung zu dokumentieren. Somit kann die tatsächliche Jahresarbeitszahl (JAZ) ermittelt und bewertet werden. Diese Vorgehensweise erzeugt nicht nur Vertrauen und Sicherheit beim Kunden, sondern erlaubt auch eine betriebsgerechte Optimierung durch Nachjustieren von diversen Feineinstellungen. Um eine kontinuierliche Dokumentation der Stromverbräuche zu ermöglichen, ist eine Verbrauchsliste zu empfehlen, in die der Betreiber in regelmäßigen Abständen die Verbräuche z.B. einmal in der Woche einträgt. <br />Es empfiehlt sich, einen festen Tag in der Woche auszuwählen. Somit können Rückschlüsse auf das Betriebsverhalten, insbesondere auch bei einer solarthermischen Integration oder bivalenten Betriebsweise, erhoben werden. Elektronische Monitoringsysteme bieten diese Verbrauchserfassung vollautomatisch an, die auch über Fernabfrage eingesehen werden können.<br /><i><b><br />Erfassung wesentlicher Betriebsdaten:</b></i><br />Betriebsstunden in Abhängigkeit der spezifischen Anforderungen (Leistungsstufen) sollten einzeln dokumentiert werden. Somit kann die Betriebszeit für die Warmwasserbereitung (Vorrangbetrieb) separat zu den Betriebsstunden der Raumheizung nachvollzogen werden. Ebenso sollten die Schalt-Impulse separat erfasst werden. Somit kann eine mittlere Betriebslaufzeit ermittelt werden. Damit lässt sich feststellen, ob die Maschine taktet oder lange Betriebszeiten aufweist und daraus resultierend ebenso lange Stillstandszeiten.<br />Die Mengen der von der Wärmepumpe an die Wärmenutzungsanlage abgegebenen Wärmeenergie in kWh sind auszuwerten, um analog zur elektrischen Leistungsaufnahme die tatsächliche Jahresarbeitszahl zu ermitteln. <br />Die Anforderungen der BAFA bezüglich des Einbaus und Nachweises von WMZ-Einheiten können hier für zusätzliche Serviceleistungen genutzt werden. Dies kann im Rahmen einer Wartung erfolgen und als nachhaltige Qualitätssicherung betrachtet werden. Der Effizienzgrad wird somit stets überprüft und dokumentiert.<br /><b><br />Ermittlung der (tatsächlichen) JAZ</b><br />Die Wärmemengen werden über die installierten Wärmemengen-Messeinheiten in der Anlagenhydraulik (Wärmenutzungsseite/Speicherladeleitung) erfasst. Der Markt bietet verschiedenes Zubehör und kompatible Software-Programme, wie sie bereits auch schon von manchen Wärmepumpenherstellern im Servicepaket mit angeboten werden. Der Standard geht schon über die Dokumentation der Wärmemengen hinaus und zeichnet auch Temperaturkurven und Massen-Volumenströme mit auf. <br /><b><br />Monitoring und Fernwartung</b><br />Die moderne Bedienbarkeit erfolgt bis zur Fernabfrage und ermöglicht auch ein Eingreifen von extern, was einer kostenoptimierenden und betriebssichernden Fernwartung entspricht. Somit können auch im geringinvestiven Bereich Unregelmäßigkeiten bereits registriert werden, bevor es zu wahrnehmbaren Störungen kommt. Somit kann auch zwischen den Wartungsintervallen die Anlage im Auge behalten werden, ohne dass ein Servicemonteur vor Ort fahren muss. Ebenso können sich ankündigende Wartungs- bzw. Instandhaltungsarbeiten zielorientiert vorbereitet werden, und der Servicemonteur kann sich schon im Vorfeld der Wartung ein Bild zur Anlage machen.<br /><b><br />Optimierung nach dem tatsächlichen Nutzerverhalten</b><br />Sollten hier Unregelmäßigkeiten auftauchen, gibt eine Dokumentation der Temperaturen Aufschluss, aber auch die Ein- und Ausschalt-Temperaturdifferenz. Im Grunde alle Einstellungen, die im Rahmen der Inbetriebnahme eingegeben werden, können im Rahmen von Wartungen dem aktuellen Nutzerverhalten angepasst werden.<br /><b><br />Notwendig und sinnvoll</b><br />Eine Wartung von Wärmepumpenanlagen ist notwendig und sinnvoll. Sie sollte als zusätzliche Serviceleistung auch ein Monitoring zur Qualitätssicherung enthalten. Somit kann nicht nur die Betriebssicherheit sichergestellt und die Kundenbindung erhöht werden. Ebenfalls lassen sich wertvolle Praxiserfahrungen durch derartige Langzeituntersuchungen generieren, die natürlich auch als wichtige Referenzanlagen umfassend zu nutzen sind. Entsprechende Checklisten und Formulare erleichtern nicht nur die Arbeit an der Anlage, sondern auch die Dokumentation während der Betriebsjahre. <br /><i><br />Autor: Frank Hartmann</i>
<hr   />
<b>BWP kooperiert bei Wärmepumpen-Schulungen mit Herstellern und ZVSHK</b><br />Der Bundesverband Wärmepumpe (BWP) e. V. hat auf der SHK Essen das neue duale Kurssystem für die Qualifizierung von Wärmepumpen-Installateuren vorgestellt. Fachhandwerker mit Wärmepumpen-Erfahrung können sich nun nach einem zweitägigen Grundlagenkurs beim Hersteller und einem dreitägigen Aufbaukurs in fünf bundesweiten Schulungszentren zum EUCERT-qualifizierten Wärmepumpen-Installateur prüfen lassen.<br />Ziel des dualen Systems ist es, das EUCERT-Programm noch stärker an die Bedürfnisse der Fachhandwerker anzupassen, indem Herstellerschulungen integriert werden. Bislang unterstützen vierzehn namhafte Wärmepumpen-Hersteller das duale Konzept im Rahmen einer gemeinsamen Qualitätsoffensive: „Wir wollen mit der Unterstützung des dualen Systems ein Zeichen für Qualität im Handwerk setzen“, sagt Klaus Ackermann, Geschäftsführer der NIBE Systemtechnik GmbH und BWP-Vorstand. Dies unterstützen seine Kollegen von Alpha-InnoTec GmbH, Glen Dimplex Deutschland GmbH, Hautec GmbH, ITEC Entwicklungs- und Vertriebsgesellschaft mbH – König Wärmepumpen, Mitsubishi Electric Europe B.V., Remko GmbH & Co. KG, ROTEX Heating Systems GmbH, SmartHeat Deutschland GmbH, Stiebel Eltron GmbH & Co. KG, tecalor GmbH, Vaillant Deutschland GmbH & Co. KG, Waterkotte GmbH, Wolf GmbH.<br />Ebenfalls im Rahmen der Qualitätsoffensive wollen BWP und der ZVSHK kooperieren. BWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski und der stellvertretende ZVSHK-Hauptgeschäftsführer Andreas Müller unterzeichneten dazu auf der SHK Essen eine Absichtserklärung. <br />Ziel beider Verbände ist es, durch ihre Kooperation den Fachhandwerkern eine maßgeschneiderte Lösung für die Weiterbildung zu bieten, die auch den politischen Anforderungen entspricht.<br />Damit übernehmen die Verbände Verantwortung für die Umsetzung der europäischen Erneuerbare-Energien-Richtlinie (RES-Direktive). Bis Ende des Jahres müssen alle EU-Mitgliedsstaaten ein Schulungsprogramm für Wärmepumpeninstallateure vorweisen. „Bereits seit über drei Jahren qualifizieren wir Fachhandwerker im Rahmen des EUCERT-Programms nach den Anforderungen der Erneuerbaren-Energien-Richtlinie“, sagt BWP-Geschäftsführer Karl-Heinz Stawiarski.]]></content:encoded>
			<category>IKZE 03/2012</category>
			<category>IKZ-ENERGY</category>
			<category>Energieeffizienz</category>
			
			
			<pubDate>Mon, 23 Apr 2012 14:48:00 +0200</pubDate>
			
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