Die Solaranlage Haupthaus dient ausschließlich zur Brauchwassererwärmung. Der Energiebedarf für Warmwasser liegt bei ca. 45 MWh/a. Der 108 m2 große Kollektor mit PP-Absorber liefert etwa 28 MWh/a in den drucklos betriebenen 4.5 m3 großen Pufferspeicher. Zur Übertragung der Wärmeenergie in das Drucksystem der Heizungsanlage dient ein Wärmetauscher mit knapp 20kW Dauerleistung. Die Wärmeenergie wird vom Pufferspeicher über den Wärmetauscher in einen 450 I fassenden BoiIer übertragen. Dort kann das soIar vorgewärmte Wasser nachgeheizt werden, falls die eingestellte Temperatur von 50 °C nicht erreicht wird. Eine Zirkulationsleitung sorgt für eine gleichmäßige Verteilung der Wärmeenergie an den Zapfstellen.
Um die Verluste abzudecken, muß aber wesentlich mehr Energie bereitgestellt (ca. 63 MWh/a) werden. Der solare Deckungsgrad beträgt dabei rund 33 %. Die HauptverIustqueIIe ist die ZirkuIationsleitung. Zwei getrennte ZirkuIationskreisläufe mit Leitungslängen von bis zu 250 m verbrauchen ca. 17 % der bereitgestellten Energie. Beim übertragen der Solarenergie in das Heizungssystem gehen etwa 28 % der Energie verloren; 12 % davon verursacht die 70 m lange Rohrleitung zum Pufferspeicher, 13 % gehen bei der Übertragung ins Heizungssystem verloren, der Rest ist SpeicherverIust. Etwa 42 MWh/a müssen als Zusatzheizung in den Boiler fliessen damit genügend Wärmeenergie zur Verfügung steht. In Zeiten wo Raumheizung betrieben wird, beträgt der KesseIwirkungsgrad ca. 80 %. Im Sommer sinkt dieser bis auf 15 % ab, weil der Kessel und der Verteiler auf einem hohen Temperaturniveau (70 ... 90 °C) gehalten werden muß, nur um das Brauchwasser nachzuheizen. In dieser Zeit ist es sinnvoll einen möglichst großen solaren Deckungsgrad zu erreichen, damit das Boilerwasser nicht mehr nachgeheizt werden muß.
Im momentanen Betriebszustand wird bei großem Brauchwasserbedarf (z.B. 60 kW) die Dauerleistung des Wärmetauschers überschritten, sodaß trotz genügend hoher Temperatur im Pufferspeicher im Boiler nachgeheizt werden muß. Wie VerbesserungsvorschIäge zeigen, kann durch geeignetere Übertragung das Problem gelöst werden. Im Heizungskeller steht ein zweiter baugleicher Boiler (gedacht als Ausfallreserve). Mit Hilfe einiger Umbauten (Pumpe, Ventile, RohrIeitung, Steuerung) kann die Wärmeenergie des Pufferspeichers über den Wärmetauscher im zweiten Boiler zwischengespeichert werden. Wird Warmwasser verbraucht, fIießt soIar vorgewärmtes Wasser in den BoiIer mit Nachheizmöglichkeit.
Mit einem Simulationsprogramm wurde die neue Anlage als Computermodell aufgebaut und getestet. Ein Verbesserungsvorschlag ergab eine Erhöhung des solaren Deckungsgrades von über 10 %. Die zweite Maßnahme, die zu Erhöhung des solaren Anteils führt, wäre die Verdoppelung des Volumendurchsatzes durch den Kollektor. Da die Solaranlage verglichen mit dem jährlichen Brauchwasserenergiebedarf eher unterdimensioniert ist, schIießt sich eine voIIständige soIare Deckung aus. Abgesehen von den Übertragungsproblemen erzieIte die SoIaranIage mit einem Gesamtpreis von 325 DMIm2 und einem Wärmepreis von 0.19 DM/kWh doch zufriedenstellende Resultate.
Der Einsatzbereich der Anlage Blockhaus liegt hauptsächlich in der Brauchwassererwärmung. Nur die Überschußwärmeenergie soll an die Raumheizungsanlage abgegeben werden. Der Energiebedarf ist sehr stark von der BeIegung abhängig. Während der ZeltIagerzeit in den Sommermonaten hat die AnIage ein Waschhaus zu versorgen in dem täglich bis zu 300 Personen duschen. Bei Duschbetrieb können dann Spitzenleistung von über 60 kW auftreten. Das Blockhaus selbst ist für maximal 17 Personen ausgelegt. Der Energiebedarf für Warmwasser liegt bei 5600 kWh/a. An die Raumheizung werden etwa 2500 kWh/a abgegeben. Der 54 m2 große Kollektor mit einem Kupferabsorber liefert die aufgenommene Solarenergie in eine Pufferspeicherkaskade. Diese besteht aus drei Speicher mit je 1000 l Fassungsvermögen, die in VorrangschaItung geIaden werden. Der Vorteil dieser Anlage ist der Druckbetrieb, wobei das Brauchwasser direkt soIar erwärmt wird. Reicht die Solarenergie nicht aus (bspw. im Winter), kann mit einem Gasdurchlauferhitzer nachgeheizt werden. Der solare Deckungsgrad liegt bei 81%.
In der Übergangszeit und im Winter machen sich wegen der geringen Blockhausbelegung die Speicherverluste bemerkbar. Sie liegen in der Größenordnung von 3000 kWh/a. Der Kollektor bereitete immer wieder Probleme. Wegen schlechter Bearbeitung an den Semmelrohren des Absorbers wurden in den Sommermonaten bei hohen Stillstandstandstemperaturen (bis 140 °C} aufgrund großer Längenausdehnung immer wieder Undichtigkeiten festgesteIIt. Trotz der Ausfälle liefert der Kollektor noch rund 12 MWh/a in die Pufferspeicherkaskade.
Um den Kollektorwirkungsgrad zu erhöhen, empfiehlt es sich hier den Volumendurchsatz etwa zu verdreifachen. Die Überschußwärmeenergie in den Pufferspeichern kann so ein höheres Temperaturniveau erreichen und besonders in der Übergangszeit mehr zur Raumheizung genutzt werden. Die Gesamtanlagekosten betragen 950 DM/m2 und sind damit ausserordentlich hoch.
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