Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 409

bekannter Wärmekapazität direkt aus dem Ladezustand Q knoten , sofern ein linearer Zusam-
menhang zwischen der Enthalpie und Temperatur gegeben ist, wie in Gl. (6.19) angegeben:

= Q knoten
M

T knoten

c p .

(6.19)

·

Während der Ladezustand in einem Systemprogramm meist mit einer Variablen gekenn-
zeichnet ist, wird das Feld der Knotenpunkttemperaturen T Knoten [ i knoten ] in einem Feld ver-
waltet.

6.3.2 Fehleranalyse in Systemsimulationen

Die Komplexität der Solarsysteme macht es gerade bei modular aufgebauten Simula-
tionswerkzeugen notwendig, Vorkehrungen zur automatischen Fehlererkennung zu ver-
wenden. Hier unterscheiden sich die Softwarekonzepte oft. Der größte Zeitaufwand bei
Durchführung einer Systemsimulation einer Solaranlage, die auf modularen Konzepten
beruhen, entfällt zumeist nicht auf den Entwurf des Systems, da es hierfür eine Vielzahl
grafischer Benutzeroberflächen gibt, die bereits viele validierte Segmente und Komponen-
ten beinhalten. Einen deutlich höheren Aufwand erfordern die Fehleranalyse und deren
Lokalisierung, insbesondere wenn komplexe Aufbauten mit potentiellen Zweiphasenströ-
mungen auftreten. Zumeist finden zwei fundamentale Verfahren Anwendung, die eine
schnelle Fehlererkennung (z. B. durch Simulationsabbruch) gestatten:

• Massenstrombilanzierung
• Systemenergiebilanzierung

Die Massenstrombilanzierung überprüft auch in verzweigten hydraulischen Netzen die
korrekte Rückführung des Massenstroms auf die Pumpe. Grundlage dazu ist die Ein-
schränkung auf die Betrachtung geschlossener Systeme. Die Systemenergiebilanzierung
umfasst die Auswertung der reservierten Ausgangsgrößen jeder UNIT , wo Gesamtsystem-
verluste, Gewinne und innere Energie der Kapazitäten übergeben werden. Hintergrund
dieser Betrachtung ist der Bezug auf eine fest definierte Systemgrenze, die zwischen „Wär-
meströmen im System“ und „Wärmeströmen an die Systemumgebung“ unterscheidet.

• Massenstrombilanzierung
Bei einer vollständigen Solarsystemberechnung wird jeder geschlossene hydraulische
Kreis separat berechnet, indem ausgehend von der Pumpe jede darauffolgende Kompo-
nente mit einem bereits aktualisierten OUTPUT -Vektor berechnet wird. Konvergenzpro-
bleme, die durch die Anordnung von UNITS entstehen, werden somit prinzipiell umgan-
gen. Die Ermittlung der hydraulischen Abfolge erfolgt mit Hilfe eines Unterprogramms.
Sie gewährleistet speziell auch bei verzweigten Rohrleitungssystemen die Aktualität der