Leistung von Solaranlagen voraussagen

Real Life statt bloß Labor: Welche Wärmeleistung und welchen Ertrag eine Solaranlage im Realbetrieb tatsächlich erbringen wird, ließ sich bisher nicht zuverlässig voraussagen. Nun hat das ACR-Institut AEE INTEC zusammen mit SOLID Solar Energy Systems im gemeinsamen Forschungsprojekt „MeQuSo“ eine voll automatische digitale Methode, den Dynamic Collector Array Test (D-CAT), entwickelt, mit der die echte Leistung von solarthermischen Großanlagen bestimmt werden kann, während diese in Betrieb sind.

Das Wort „Großanlage“ sagt es bereits: Eine ganze solarthermische Anlage bekommt man kaum für Testzwecke in ein Labor. Daher werden bislang nur einzelne Komponenten solarthermischer Anlagen auf ihre Performance getestet; Normtests für Großanlagen gibt es nicht, und die Ergebnisse aus dem Labor sagen wenig über die reale Performance einer Anlage im langjährigen Betrieb aus.

Welche Wärmeleistung und welchen Ertrag eine Solaranlage im Realbetrieb tatsächlich erbringen wird, lässt, oder besser: ließ, sich also nicht zuverlässig bestimmen. Ein Hemmschuh für die breite Anwendung solarer Technologie, denn zuverlässige Aussagen sind genau das, was Betreiber und Investoren brauchen, wenn sie in eine Solaranlage investieren: „Wirtschaftlich attraktiv für Kunden und Investoren ist die Technologie nur bei der Sicherstellung dauerhaft hoher Solarerträge“, so Christoph Brunner, Geschäftsführer von AEE INTEC.  Ob eine hohe Betriebsqualität gegeben ist, kann AEE INTEC nun sicher bestimmen.

Die Lösung des Forschungsinstituts heißt Dynamic Collector Array Test, kurz D-CAT, und ist das Ergebnis mehrjähriger Datenerhebung und kontinuierlicher Methodenentwicklung.

Institut
AEE – Institut für Nachhaltige Technologien

Projektpartner
SOLID Solar Energy Systems GmbH

Förderung
FFG

a Solarkollektoren auf einer Wiese

„D-CAT ist eine Weltneuheit, es gibt international kein vergleichbares Verfahren.“

Philip Ohnewein, Projektleiter bei AEE INTEC

Die Basis der Innovation ist ein digitaler Zwilling einer solarthermischen Großanlage. Gemeinsam mit SOLID Solar Energy Systems GmbH, einem auf große Solarthermie spezialisierten KMU aus Graz, stattete AEE INTEC eine Großanlage von 2.500 m2 Kollektorfläche mit Sensoren aus. Im Zehnsekundentakt maßen diese Sensoren die technische Leistung der Kollektoren und die sich stetig verändernden Einflussgrößen wie Temperaturen, Sonneneinstrahlung, Durchflüsse und die Abnahmebedingungen für die produzierte Wärme. So ließ sich genau ermitteln, welche Ereignisse und physikalischen Effekte die Kollektorleistung in welcher Weise beeinflussten. Aus der Unzahl der Messdaten identifizierte das Forschungsteam die relevanten Parameter und berechnete ein Modell, die Grundlage von D-CAT. „Wir konnten damit erstmals Leistungs- und Ertragsgarantien im realen Anlagenbetrieb geben“, fasst Philip Ohnewein, Projektleiter bei AEE INTEC, zusammen.

AEE INTEC hat das Verfahren automatisiert, sodass D-CAT während dem Betrieb einer Solaranlage vollautomatisch abläuft, und den Anlagenbetrieb nicht beeinflusst. D-CAT eignet sich daher auch für das langjährige Monitoring von Anlagen, für ihre Regelung und Optimierung.

a Großsolaranlage „Fernheizwerk“ in Graz, errichtet und betrieben durch SOLID Solar Energy Systems. Foto: Picfly.at / Thomas Eberhard

Für österreichische KMU im Bereich Solarenergie ist D-CAT ein entscheidender Wettbewerbsvorteil: Anlagen können so geplant und gebaut werden, dass sie – im Realbetrieb – den bestmöglichen Ertrag bieten. Das Risiko sinkt, etwaige Mindererträge und deren Ursachen können umgehend festgestellt und zugeordnet werden. Die Werte sind durch den Test jederzeit überprüfbar.  Im Sinne der Energiewende kann D-CAT dazu beitragen, solare Energie als Wärmequelle im Megawatt-Bereich attraktiver zu machen: Wenn man die zu erwartenden Erträge genau kennt, fällt die Entscheidung für eine erneuerbare Energiequelle leicht.

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