Auslegung und Anwendungsbeispiele - Solarthermie - page 103

verbleibenden Bedarf zu decken. Dazu benötigt er 3593 kWh Endenergie
(Q EE ) im Jahr, entsprechend einem Erdgasverbrauch von etwa 360m 3
pro Jahr 2 . Der in Abschn. 4.1 definierte solare Deckungsgrad f sol beträgt
damit 1483 kWh=2974kWh, also etwa 50%.
Der Kessel wurde in dieser Simulation ausschließlich zur Trink-
wassererwärmung eingesetzt: Er wird täglich nur für kurze Zeit zum
Nachheizen des Speichers benötigt, muss dazu aber jedes Mal auf eine
Kesseltemperatur von etwa 60 ı C vorgewärmt werden. Nach der Spei-
cherbeladung verliert er eine nicht unerhebliche Energiemenge an die
Umgebung, wenn er wieder auf Umgebungstemperatur auskühlt. Ent-
sprechend niedrig ist in der Simulation der Kesselnutzungsgrad, der
sich aus dem Verhältnis der gelieferten Energie Q aux zur benötigten
Brennstoffenergie Q EE (1903=3593) zu 53% berechnet.
Welche Erdgasmenge würde der Heizkessel ohne Solaranlage benö-
tigen? Für diese Simulationsrechnung wurde der bivalente 200-Liter-
Speicher durch ein kleineres Modell mit 140 Liter Inhalt ersetzt. Der
Gaskessel benötigt nun 600m 3 Erdgas, genau 6030 kWh! Bezogen auf
die Nutzenergie beträgt der Nutzungsgrad des Systems ohne Solarspei-
cher nur noch 2974=6030, also 50%. Durch Vergleich der beiden Si-
mulationsrechnungen ohne/mit Solaranlage ist nun auch die anteilige
solare Energieeinsparung f sav zu bestimmen, die in Abschn. 4.1 ein-
geführt wurde: f sav beträgt hier .6030 3593/=6030,also40%.Der
Vergleich mit dem höheren Deckungsgrad f sol zeigt, dass der präzisere
Wer t f sav die Wärmeverluste des für die Solaranlage benötigten größeren
Speichers (korrekt) der Solaranlage „anlastet“.
Abbildung 6.2 zeigt die von der Solaranlage und dem Wärmeerzeu-
ger monatlich gelieferten Energiemengen. Der Kessel muss - und das ist
nicht überraschend - in den Wintermonaten den Großteil der benötigten
Energie aufbringen. Dennoch kann die Solaranlage selbst im Dezember
und im Januar noch einen Anteil von etwa 15% liefern.
Bezieht man den solaren Systemertrag auf die Aperturfläche des Kol-
lektorfeldes, ergibt sich ein Wert von 370 kWh=m 2 =a (Definition in Ab-
schn. 4.1 ) , die Solarstrahlung in die Kollektorebene summiert sich auf
1267 kWh=m 2 =a und der Kollektorfeldertrag (in den Kollektorkreis ab-
gegebene Energie) beträgt 519 kWh=m 2 =a. Abbildung 6.3 zeigt den Ver-
2 Der Heizwert von Erdgas beträgt rund 10 kWh je Normkubikmeter.