Schlüsselwörter
(Deutsch)
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Solare Prozesswärme / Konzentrierende Solarenergie
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Kurzbeschreibung
(Deutsch)
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Das Projekt hat folgenden Inhalt: (1) Langzeit Monitoring von solaren Prozesswärmeanlagen in Schweizer Industrie. (2) Weiterentwicklung von Gainbuddy als benutzerfreundliches Wärmeertragsrechner. (3) Studie zu ökonomischen Bedingungen für Solare Prozesswärmesysteme in den Österreich und Deustchland im Vergleich zu der Schweiz. (4) Vergleich von Finanzierungsmöglichkeiten von konkurrierende erneuerbaren Energietechniken (PV, PV+WP) in Österreich, Deutschland und Schweiz. (5) Untersuchung über die Übertragbarkeit der Finanzierungsmodelle und Förderungssystemen in AU und DE auf die Schweiz.
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Kurzbeschreibung
(Englisch)
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The project has the following content: (1) Long-term monitoring of solar process heating systems in Swiss industry. (2) Further development of Gainbuddy as a user-friendly heat yield calculator. (3) Study of economic conditions for solar process heat systems in Austria and Germany compared to Switzerland. (4) Comparison of financing possibilities of competing renewable energy technologies (PV, PV+WP) in Austria, Germany and Switzerland. (5) Investigation of the transferability of the financing models and support systems in Austria and Germany to Switzerland.
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Publikationen / Ergebnisse
(Deutsch)
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Zugehörige Dokumente
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Publikationen / Ergebnisse
(Französisch)
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Zugehörige Dokumente
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Schlussbericht
(Deutsch)
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Ziel des Projektes EvaSP II ist es, die Solarthermie als zukünftige Hauptenergiequelle für industrielle Zwecke weiterhin zu stärken, indem die aktuellen Hindernisse angegangen werden. Das Ziel des EvaSP II Projektes die existierenden Anlagen in einer Langzeitstudie auf Zuverlässigkeit, Robustheit und Degradierung zu überprüfen. Im Laufe des Projektes EvaSP II werden die aktuellen Förderungsmöglichkeiten in der Schweiz untersucht und die Schwächen und Chancen von aktuelle Wirtschaftlichkeits- und Finanzierungsmodelle untersucht.Aus der Studie konnten folgende Schlussfolgerungen gezogen werden:
- Es wurden 5 Anlagen im regelmässig energetisch ausgewertet. Alle Anlagen sind Pilot & Demonstrationsanlagen. Bis auf eine Anlage, die Vakuumröhrenkollektoren einsetzt, nutzen alle anderen Anlagen Kollektortechnologien, die nicht im Wohnbereich gebräuchlich sind. Eine Anlage nutzt evakuierte Flachkollektoren. Drei von diesen Anlagen setzen kleine Parabolische konzentrierende Kollektoren ein, die Temperaturen bis 180°C liefern können.
- Die konzentrierenden Kollektoren werden üblicherweise in sonnreicheren Regionen eingesetzt (z.B. Spanien, Italien), da dort im Jahr mehr Direktstrahlung zur Verfügung steht. Jedoch konnten diese Anlagen bei uns in der Schweiz (mitteleuropäische Region) zufriedenstellende Energieerträge liefern und erreichten auch die gewünschten Temperaturen von 190°C. Die Anlagen wurden im Winter stillgelegt und Schädigung durch Schneelasten zu vermeiden. Das grösste technische Problem wurde durch die beweglichen Teile (Schläuche) verursacht, die nach einiger Zeit immer wieder ausgetauscht werden mussten um Leckagen des Wärmeträgermediums zu verhindern. Mittlerweile gibt es weiterentwickelte Parabolrinnekollektoren für Prozesswärme, die dieses Problem nicht mehr haben.
- Weitere Probleme, die die meisten Anlagen betraf waren Fehler in der Systemintegration der Solaranlage in das bestehende Industrieenergiesystem. Dort waren teilweise Bauteile, Ventile usw. falsch eingebaut was zu einem Minderertrag führte. Jedoch konnten diese Fehler durch das detaillierte Monitoring erkannt und behoben werden. Jedoch zeigt diese Erfahrung, dass die Systemintegration viel Know-How von den Installateuren bedarf und einfachere, standardisierte Integrationskonzepte von Nöten sind.
- Ein weiteres Problem ist die Datenübertragung und Speicherung, die teilweise ausfiel. Dieses Problem ist unabhängig von der solaren Prozesswärmeanlage und muss immer wieder überprüft werden und zuverlässige Datensysteme müssen gefunden werden.
- Sehr positiv war die Leistung der Anlage mit den herkömmlichen Vakuumröhrenkollektoren. Die gelieferte Wärme hat teilweise den erwarteten Wert übertroffen. Diese Technologie ist sehr zuverlässig und wurde Jahrzehnte schon im Wohnbereich erprobt.
- Die Degradationsuntersuchung zeigen keine eindeutigen Hinweise einer Alterung der Anlage, Kollektoren oder ihren Komponenten. Dabei wurde der Feldwirkungsgrad unter stationären Bedingungen mit dem des im Labor getesteten Kollektors verglichen. Die Abweichungen lagen innerhalb der Fehlerbalken und weitere Degradierungsuntersuchungen über den nächsten Jahren werden weiter durchgeführt. Die geringe Abweichung könnte darauf hinweisen, dass die Verschmutzung an den untersuchten Standorten keine bedeutende Rolle spielt. Die Kollektoren wurden selten oder nicht regelmässig gereinigt (ausser vom Regen)
- Die untersuchten Anlagen zeigen vielversprechende Ergebnisse und die Schweiz sollte das Potential für diese CO2-neutrale Wärmeerzeugung nutzen.
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Schlussbericht
(Englisch)
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The aim of the EvaSP II project is to further strengthen solar thermal as a future main energy source for industrial purposes by addressing the current barriers. The aim of the EvaSP II project is to test the existing plants in a long-term study for reliability, robustness and degradation. In the course of the EvaSP II project, the current funding opportunities in Switzerland will be investigated and the weaknesses and opportunities of current economic and financing models will be examined.The following conclusions could be drawn from the study:
- Five systems were regularly evaluated in terms of energy. All systems are pilot & demonstration systems. Except for one system that uses evacuated tube collectors, all other systems use collector technologies that are not commonly used in the residential sector. One system uses evacuated flat plate collectors.Three of these installations use small parabolic concentrating collectors that can deliver temperatures up to 180°C.
- The concentrating collectors are usually used in sunnier regions (e.g. Spain, Italy), as there is more direct radiation available there during the year. However, here in Switzerland (Central European region), these systems were able to deliver satisfactory energy yields and also reached the desired temperatures of 190°C. The systems were shut down in the winter and were not used again. The plants were shut down in winter to avoid damage from snow loads. The biggest technical problem was caused by the moving parts (hoses), which had to be replaced again and again after some time to prevent leakage of the heat transfer medium. In the meantime, there are more advanced parabolic trough collectors for process heat that no longer have this problem.
- Other problems that affected most plants were errors in the system integration of the solar plant into the existing industrial energy system. In some cases, components, valves, etc. were installed incorrectly, which led to a reduced yield. However, these errors could be detected and corrected through detailed monitoring. However, this experience shows that system integration requires a lot of know-how from the installers and simpler, standardised integration concepts are needed.
- Another problem is data transmission and storage, which failed in some cases. This problem is independent of the solar process heating system and must be checked again and again and reliable data systems must be found.
- The performance of the system with the conventional vacuum tube collectors was very positive. The delivered heat has partly exceeded the expected value. This technology is very reliable and has been tested in residential applications for decades.
- The degradation study shows no clear evidence of ageing of the system, collectors or their components. The field efficiency under stationary conditions was compared with that of the collector tested in the laboratory. The deviations were within the error bars and further degradation investigations over the next few years will continue. The small deviation could indicate that pollution does not play a significant role at the sites tested. The collectors were rarely or not regularly cleaned (except from rain).
- The investigated systems show promising results and Switzerland should use the potential for this CO2-neutral heat generation.
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