© Ministerium für Natürliche Ressourcen Kanada 2001 – 2006.
Kurs zur Analyse sauberer Energieprojekte
Bild: Conserval Engineering
Industrielle solare Luftheizung, Quebec, Kanada
Solare Luftheizung Projektanalyse
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Ziele
• Überblick über die Grundlagen von
Systemen zur solaren Luftheizung
(SLH)
• Darstellung der zentralen Über-
legungen für die Projektanalyse von
SLH
• Einführung in das RETScreen®-
Projektmodell für SLH
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• Warmluft zur Klimatisierung
• Warme Prozessluft
…aber auch…
Wetterhülle
Reduzierte Wärmeverluste durch die Außenwand
Reduzierte Schichtung
Bessere Luftqualität
Reduzierte Unterdruck-probleme
Was können Anlagen zur solaren Luftheizung leisten?
Bild: Arctic Energy Alliance
Bild: Enermodal Engineering
Schule, Yellowknife, kanada
Solarkollektor
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Funktion von SLH -Systemen
1. Dunkler perforierter Absorber fängt Sonnenenergie ein
2. Ventilator zieht Luft durch Kollektor und Abdeckung
3. Regelung kontrolliert Temperatur
Drosselklappen
Zusatzheizung
4. Luft wird im Gebäude verteilt
5. Rückgewinnung der Wandwärme-verluste
6. Entschichtung
7. Bypassklappe für Sommerbetrieb
11
55
44
33
22
66
77VERTEILUNGSZÜGE
LUFTSPALT
LUFTRAUM
SOLARABSORBER
LUFTRAUM MITUNTERDRUCK
PROFILIERTES BLECH SORGT FÜR WINDSCHUTZ
VENTILATOR
AUßENLUFT WIRD BEIM PASSIEREN DES ABSORBERS ERWÄRMT
RÜCKTRANSPORT DER WANDWÄRMEVERLUSTE
DURCH EINSTRÖMENDE LUFT
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Gewerbliche/Häusliche SLH-Systeme
• Ergänzung bei Bedarf durch konventionelle Heizung
• Keine Entschichtung
• Vorwärmkreislauf erlaubt die Verwen-dung von mehr Frischluft
• Zwei Arten von Systemen
Anwendungsbezogene Klimatisierung (Wohnhäuser und
Schulen)
Heizung, Kühlung und Belüftung mit 10-20% Frischluft
• SLH-Kollektor in Verbindung mit konventionellen Ventilatoren und Belüftungsschächten
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Industrielle SLH-Systeme
• Temperaturregelung: Mischung frischer und rezyklierter Luft, bei Bedarf Heizung
• Entschichtung: kühle Luft vermischt sich mit Deckenluft und sinkt
• Zur Klimatisierung in Fabriken, Lagerhallen etc.
• Perforierte Züge aus Gewebe verteilen die Luft unterhalb des
Daches
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SLH-Systeme für Prozesswärme
• Kollektor auf jede geeignete Oberfläche montiert
• Auslass des Kollektors führt zum Prozess
• Temperatur kann geregelt werden durch Konventionelle Heizung Bypassklappe
• Saatguttrocknung
Erfordert niedrige Temperaturen, umSchäden am Saatgut zu vermeiden
• Luftvorerwärmung bei industriellen Prozessen
Bild: Conserval Engineering
Teetrocknung, West-Java, Indonesien
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Solarangebot vs. Bedarf für Luftwärme
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Iqaluit, Kanada, 64ºN
Moskau, Russland, 55ºN
Buffalo, USA, 43ºN
Lanzhou, China, 36ºN
0
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Jakarta, Indonesien, 6ºS
Monate mit mittlerer Temperatur < 10ºC sind bewölkt
Vertikale, zum Äquator gerichtete Flächen außer Jakarta (horizontal)
Nutzungsanteil im Monat
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Max.
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SLH-Systemkosten und Einsparungen
Installationskosten:Installationskosten: Kollektor: 100$ bis 250$/m2
Lüftungssystem: 0$ bis 100$/m2
Gesamt: 100$ bis 350$/m2
abzgl. Kosten für konv. Gebäudehülle
Energieertrag:Energieertrag:
1 bis 3 GJ/Jahr
0$ 20$ 40$ 60$
0,17$/m3 0,45$/m3
0,30$/l 0,70$/l
0,05$/kWh 0,12$/kWh Strom
Diesel Ga
s
Jährl. Einsparung bei 2 GJ Energieertrag
1 m2 Kollektor
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Projekt zur solaren Luftheizung Überlegungen
• Am wirtschaftlichsten bei Neubau und Renovierung Gutschrift für Verkleidung Sicherstellen, dass SLH leicht in bestehendes Belüftungssystem
integriert werden kann
• Die meisten dunklen Farben haben Absorptionsfaktor von 0,80-0,95 Architektonische Aspekte können sehr wichtig sein• Wirtschaftlicher bei hoher
Personennutzung
• Kann um Fenster und Türen herum angebracht werden
• Vorhandene Ventilatoren und Lüftungszüge können verwendet werden
• Niedrige oder keine zusätzlichen Wartungskosten
Grafik: NRCan
Solare Luftheizung SystemkomponentenAbluftventilator
Sommer-Bypass-Klappe
Luftzüge
Perforierter Plattenabsorber
Ventilator
Kaltluftklappe
Rezykl. LuftBypassklappe
Vordach
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Beispiele: Kanada and USA
Heizungssysteme zur Belüftung
• Verbesserte Luftqualität bei niedrigen Kosten
• Größe reicht von einigen m2 bis 10.000 m2
• Luftzüge sollten nahe der südwärts gerichteten Außenwand verlegt werden
• Typische Amortisationszeiten von 2 bis 5 Jahren
• Industrielle Systeme haben oft die kürzeste Amortisationszeit
Bild: Conserval Engineering
Wohnhaus, Ontario, Kanada
Mobiles Klassenzimmer, Ontario, Kanada
Brauner Kollektor an Industrie-gebäude, Connecticut, USA
Bild: Conserval Engineering
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Beispiel: Indonesien
Prozesswärmesysteme
• Normalerweise Systeme mit konstantem Durchfluss und sehr einfacher Regelung
• Verwendet zur Trocknung von Saaten, die ganzjährig geernted werden
• Am besten, wenn sonnige Saison mit Ernte zusammenfällt
Bild: Conserval Engineering
Teetrocknung, West-Java, Indonesien
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RETScreen® Solare LuftheizungProjektmodell
• Weltweite Analyse von Energieproduktion, Lebenszykluskosten und Minderung vonTreibhausgasemissionen Belüftung Prozesswärme Wärmerückgewinnung Entschichtung
• Nur 12 Datenpunkte bei RETScreen® vs. 8.760 bei stündlichen Simulationsmodellen
• Derzeit nicht abgedeckt: Fortgeschrittene HRV-Systeme Andere als Solarwall®-Technologie Unausgeglichene Belüftungssysteme
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Siehe e-Handbuch
Analyse sauberer Energieprojekte:RETScreen® Engineering und Fälle
Kapitel Projektanalyse Solare Luftheizung
BerechnungSolarenergie-
angebot
BerechnungKollektor-
Wirkungsgrad
Berechnung Temperaturan-stieg u. solarer Nutzungsfaktor
Solare Ener-gieeinsparu
ng
Gesamteinsp. Prozesswärm
e
Energieeinsparung aus
Wärmerückgew.
Gesamteinsp.Gewerbe / Wohn-geb.
Energieeinsp. d.
Entschichtung
Gesamteinsp.Ind. Gebäude
Industrielle
Systeme:3 Schritte
RETScreen® SAH Energieberechnung
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Beispiel zur Validierung des RETScreen® SLH-Projektmodells
RETScreen SWift Differenz
[kWh/m2/d] [kWh/m2/d]
1,23 1,21 2%1,64 1,79 -8%1,39 1,28 9%
1,40 1,64 -15%2,00 2,20 -9%2,03 1,93 5%
Vergleich mit SWiftTM
Toronto, Ontario, Kanada
Winnipeg, Manitoba, Kanada
Industriell (Hohe Temp.zunahme)Industriell (Hohe Effizienz)Gewerblich (Hohe Effizienz)
Industriell (Hohe Temp.zunahme)Industriell (Hohe Effizienz)Gewerblich (Hohe Effizienz)
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Schlussfolgerungen
• SLH liefert Wärme für Belüftung und Prozessluft
• Standorte weltweit verfügen über ausreichend Solarenergie, falls Luft-heizung benötigt wird
• SLH dient als Wetterverkleidung und wird in konventionelles Belüftungs-system eingespeist
• RETScreen® berechnet für SLH-Systeme Energieertrag, Wirkungsgrad und Temperaturanhebung Wärmerückgewinnung an Außenwand Verringerte Wärmeverluste durch Entschichtung
• RETScreen® ist eine Jahresanalyse mit monatlicher Angebotsberechnung, die zu einer mit stündlichen Simulationsmodellen vergleichbaren Genauigkeit führt
• RETScreen® kann Kosten für Vorstudien zur Machbarkeit deutlich senken
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Fragen?
Projektanalysemodul für solare LuftheizungKurs zur Analyse sauberer Energieprojekte von RETScreen®
International
www.retscreen.netFür weitere Informationen besuchen sie bitte die RETScreen-
Internetseite