Ergebnisse dienen zur Zertifizierung und Planung

Software berechnet solare Luftkollektoren

Solarluftkollektoren lassen sich mit neuer Software sicherer auslegen. © Fraunhofer ISE

Bis vor wenigen Jahren wurde Solarsystemen mit Luftkollektoren nur wenig Interesse geschenkt. Sie sind schwieriger zu vermessen und zu bewerten als Systeme, die Flüssigkeiten zur Wärmeübertragungt verwenden. Mittlerweile gibt es eine verfeinerte Messmethode zur Prüfung solarthermischer Kollektoren (DIN EN ISO 9806). Darauf aufbauend stellt das Fraunhofer ISE eine Excel-Anwendung zur Verfügung, um solare Luftkollektoren leichter bewerten und Systeme besser planen zu können.

Die Software Solar Air Heating Collector Field Calculator and Optimizer for Instantaneous Working Points (Aircow) ist Freeware und kostenlos nutzbar. Die damit berechneten Ergebnisse dienen der Zertifizierung von Luftkollektoren gemäß Solar Keymark, der Auslegung von Anlagen, der Entwicklung von Luftkollektoren sowie der Erstellung von Studien zu Parametervariationen.

Sie richtet sich einerseits an Anlagenplaner, Kollektorentwickler, Wissenschaftler und Prüfstellen. Anlagenplaner können die Länge und Breite von Kollektorfeldern bei Optimierung des Volumenstroms auslegen. Die Ergebnisse unterstützen die Auswahl eines geeigneten Ventilators für das Gesamtsystem.

Entwickler von Luftkollektoren können Mess- oder Simulationsdaten eingeben und die Ergebnisse für den stationären Betrieb miteinander vergleichen. Wissenschaftler haben die Möglichkeit, mit Aircow Sensitivitätsanalysen durchzuführen. Darüber hinaus können mit der Freeware Parameter für ein Kollektormodell gewonnen werden, die zum Beispiel in Jahressimulationen für Bruttojahreserträge mit der Freeware ScenoCalc (Solar Collector Energy Output Calculator) einfließen können. Außerdem können akkreditierte Prüfstellen die Software bei der Vermessung und Bewertung von Luftkollektoren verwenden. Anfang 2017 wurde sie als bindender Bestandteil in die Solar Keymark Zertifizierung, die der Qualitätskennzeichnung von Solarkollektoren und als Förderkriterium dient, aufgenommen.

Aircow berechnet wahlweise die Länge und Breite oder den Temperaturhub und die Leistung von Kollektorfeldern. Parallel zur Berechnung wird der Massenstrom auf einen effizienten Betrieb monetär oder energetisch optimiert. Dabei können verschiedene Randbedingungen für das Klima und das den Kollektor umgebende System vorgegeben werden. Die Excel-Anwendung erfordert keine Installation und, sofern der Umgang mit Excel bekannt ist, auch keine Einarbeitung in ein neues Programm. Die ergänzende Bedienungsanleitung geht ausführlich auf die Vorgabeparameter und die Ergebnisse ein. Mess- oder Simulationsdaten, zum Beispiel aus Prüfberichten, können direkt hineinkopiert werden, um zunächst die Parameter der hinterlegten Modelle zu erhalten. Die dann berechneten Ergebnisse können unkompliziert weiterverarbeitet werden.

"Die Herausforderung bei der Entwicklung von Aircow bestand für uns darin, dass die Ermittlung des optimalen Massenstroms ein präzises Messverfahren und eine stabile systembezogene Auswertungsmethode für belastbare Ergebnisse erfordert", so Christian Welz, der die Software am Fraunhofer ISE entwickelt hat. Durch die signifikante Abhängigkeit des Solarertrags vom Massenstrom ergibt sich eine zusätzliche Dimension bei der Effizienzbewertung. Die entwickelte Auswertungsmethode berücksichtigt neben der thermischen Leistung des Kollektors und der elektrischen Leistung des Ventilators zudem die Leckage des Kollektors und den Druckverlust des restlichen Solarsystems sowie Energiepreise und Primärenergiefaktoren. Quelle: ISE / pgl

Eine Verwendung dieses Textes ist kostenpflichtig. Eine Lizenzierung ist möglich.
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