Zentrale Solarheizung - Central solar heating

Zentrale Solarheizung ist die Bereitstellung von Zentralheizung und Warmwasser aus Sonnenenergie durch ein System, bei dem das Wasser zentral durch Solarthermiekollektoren ( zentrale Solarthermieanlagen - KWK) erhitzt und über Fernwärmeleitungsnetze (oder "Block" Heizungsanlagen bei kleineren Anlagen).

Bei Blockanlagen werden die Sonnenkollektoren typischerweise auf den Gebäudedächern montiert. Bei Fernwärmesystemen können die Kollektoren stattdessen auf dem Boden installiert werden.

Die zentrale Solarheizung kann groß angelegte thermische Speicher umfassen , die von der Tagesspeicherung bis zur saisonalen thermischen Energiespeicherung (STES) reichen. Thermische Speicher erhöhen den solaren Anteil – das Verhältnis zwischen solarem Energiegewinn zum Gesamtenergiebedarf der Anlage – bei solarthermischen Anlagen. Im Idealfall besteht das Ziel der saisonalen Speicherung darin, die im Sommer bis zum Wintermonat gesammelte Sonnenenergie zu speichern.

Im Vergleich zu kleinen Solaranlagen ( Solar-Kombianlagen ) haben zentrale Solaranlagen aufgrund des geringeren Installationspreises, des höheren thermischen Wirkungsgrades und des geringeren Wartungsaufwands ein besseres Preis-Leistungs-Verhältnis. In einigen Ländern wie Dänemark sind große solare Fernwärmekraftwerke finanziell voll wettbewerbsfähig gegenüber anderen Formen der Wärmeerzeugung.

Auch zentrale Solaranlagen können zur solaren Kühlung in Form von Fernkälte eingesetzt werden . In diesem Fall ist der Gesamtwirkungsgrad aufgrund der hohen Korrelation zwischen Energiebedarf und Sonneneinstrahlung hoch.

Marstal Solarzentralheizung, mit einer Fläche von 18.365 m ² . Sie deckt ein Drittel des Wärmebedarfs von Marstal.

Größte CSHPs

Quelle: Jan Erik Nielsen, PlanEnergi, DK.

Fernwärmespeicherturm aus Theiss bei Krems an der Donau in Niederösterreich mit einer thermischen Leistung von 2 GWh.

Nachfolgend finden Sie ein Werk in Rise (DK) mit einem neuen Kollektorhersteller, Marstal VVS (DK), ein Werk in Ry (DK), eines der ältesten in Europa, ein Werk in Hamburg und eine Reihe von Werken unter 3.000 m ² . Es mag erwähnenswert sein, dass die Insel Ærø in Dänemark drei der großen CSHP hat, Marstal, Ærøskøping und Rise.

Geschichte der zentralen Solarthermieanlagen

Die hier dargestellte Geschichte von CSHP ist hauptsächlich eine nordisch-europäische Perspektive auf das Thema.

Schweden hat eine wichtige Rolle bei der Entwicklung der großflächigen Solarthermie gespielt. Nach (Dalenbäck, JO., 1993) wurden die ersten Schritte Anfang der 70er Jahre in Linköping , Schweden, unternommen , gefolgt von einer ausgereiften Überarbeitung 1983 in Lyckebo , Schweden. Inspiriert von dieser Arbeit entwickelte Finnland sein erstes Werk in Kerava und die Niederlande errichteten ein erstes Werk in Groningen . Diese Anlagen werden von der Internationalen Energieagentur von (Dalenbäck, JO., 1990) gemeldet . Beachten Sie, dass diese Anlagen bereits CSHPs mit großen thermischen Speichern kombiniert haben.

Die ersten großen Sonnenkollektorfelder wurden vor Ort in Torvalle , Schweden, 1982, 2000 m ² und Malung , Schweden, 640 m ^{2 hergestellt} . Vorgefertigte Kollektorfelder wurden 1985 in Nykvarn , Schweden, 4000 m ^{2 eingeführt} . Von Anfang an gab es eine starke internationale Perspektive und Zusammenarbeit in diesem Forschungsgebiet durch Untersuchungen mit den Europäischen Gemeinschaften (Dalenbäck, JO., 1995) und der International Energy Agentur (Dalenbäck, JO., 1990). Dänemark stieg parallel zu den schwedischen Aktivitäten mit einem Werk in Vester Nebel 1987, einem Werk in Saltum 1988 und einem in Ry 1989 in dieses Forschungsgebiet ein und übernahm das Know-how für vorgefertigte Solarkollektoren großer Abmessungen durch das schwedische Unternehmen Teknoterm der dominierenden Firma ARCON, Dänemark. In den späten 1990er Jahren waren Deutschland und die Schweiz unter anderem mit Werken in Stuttgart und Chemnitz aktiv .

Aufgrund der günstigen Grundstückspreise werden in den nordischen Ländern neue Kollektorfelder in geeigneten Bereichen (Ertragsarme Landwirtschaft, Industrie etc.) auf Freiflächen (Betonfundamente oder Rammpfähle ) montiert . Länder mit hohen Bodenpreisen neigen dazu, Sonnenkollektoren auf Gebäudedächern zu platzieren, nach der „Blockanlage“-Variante von CSHPs. In Nordeuropa sind 20 % Solarwärme des Jahreswärmebedarfs das wirtschaftliche Optimum in einem Fernheizwerk beim Einsatz von oberirdischen Speichern. Bei Verwendung eines Teichspeichers kann der solare Beitrag bis zu 50% betragen.

Bis 1999 waren in Europa 40 KWKs in Betrieb und erzeugten etwa 30 MW thermische Leistung [1] .

Verwandte Systeme

Die zentrale Solarheizung ist eine Unterklasse der „großen Solarheizungen“ – ein Begriff für Anlagen mit Sonnenkollektorflächen von mehr als 500 m ² .

Grundwasserleiter, Bohrlöcher und künstliche Teiche (Kosten 30 €/m ³ ) werden als Wärmespeicher (bis zu 90 % Wirkungsgrad) in einigen zentralen Solarheizwerken verwendet, die später die Wärme (ähnlich einem Erdspeicher) über eine große Wärmepumpe an Fernwärme liefern. Einige davon sind in der obigen Tabelle aufgeführt.

In Alberta, Kanada, hat die Drake Landing Solar Community mit solarthermischen Modulen auf den Garagendächern und thermischen Speichern in einem Bohrlochcluster einen Weltrekord von 97 % des jährlichen Solaranteils für den Wärmebedarf erzielt .

Siehe auch

• Fernwärme
• Solarheizung
• Solarkühlung
• Solar-Kombisystem
• Solarthermie
• Fernkälte
• Erneuerbare Energie

Verweise

Externe Links

• Solare Fernwärme in Europa: Solare Großwärmesysteme für Wohnsiedlungen
• Europäisches Solarwärmenetz-Thermie-Großprojekt
• Die ehemalige Homepage des European Large Scale Solar Heating Network
• 17.081 m2 CSHP in Ærø, Dänemark
• CSHP mit Aquifer-Wärmespeicher, Rostock, Deutschland
• CSHPs in Deutschland
• Rangliste der europäischen Solarthermie-Großkraftwerke
• Aktuelle Daten zu dänischen Solarthermieanlagen

Weiterlesen

• Nicolas Perez-Mora et al.: Solare Fernwärme und -kühlung: Eine Übersicht . International Journal of Energy Research 42, 4, 2018, 1419-1441 doi : 10.1002/er.3888 .
• Zentrale Solarheizkraftwerke mit saisonaler Speicherung: Ein Statusbericht , ISBN  91-540-5201-7 , Schwedischer Rat für Bauforschung, Juni 1990 [2] .