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Ein Werkzeug für Fehlererkennung und -analyse in solarthermischen Anlagen

Die Funktionskontrolle thermischer Solaranlagen lässt sich nach dem Ort der Auswertung in zentrale und dezentrale Funktionskontrolle unterteilen.

Bei der dezentralen Auswertung wird ein so genannter Input/Output-Controller vor Ort eingesetzt und mit den erforderlichen Messsensoren ausgestattet. Der I/O-Controller zeichnet die Messdaten als 5-Minuten-Mittelwerte auf und wertet sie täglich aus. Die Messdaten werden archiviert, um im Fall einer Störung die Fehlersuche leicht durchführen zu können. Mit Hilfe einer Kommunikationseinrichtung, z.B. eines Modems, können im Störfall alle relevanten Daten fern ausgelesen werden. Unser Industriepartner RESOL wird im Jahr 2005 mit der Vorserienproduktion von I/O-Controllern beginnen.

Bei zentraler Funktionskontrolle werden die Messdaten lediglich vor Ort erfasst und mit einer Kommunikationseinrichtung zur Auswertungsstelle übertragen, die beim Installateur, der Wartungsfirma oder dem Ingenieurbüro liegt. Hier werden diese Tagesdateien mit unserer Input/Output Software an einem Computer ausgewertet.

Zur Validierung des Verfahrens werden von uns seit 2001 mehrere mittlere und große Anlagen zentral überwacht. Die Firma INGA in Hameln entwickelt diesen Ansatz der zentralen Funktionskontrolle gemeinsam mit dem ISFH.

Auswertesoftware
Die Software ermöglicht die Funktions- und Ertragskontrolle anhand von Soll/Ist-Wertvergleichen des täglichen Solarkreisertrages, dessen Erwartungswert anhand des neuen Input/Output-Control-(IOC)-Algorithmus auf Basis der Kollektor-Kennwerte ermittelt wird. Sie erlaubt darüber hinaus auch eine schnelle und komfortable Auswertung eines großen Zeitraums. Abbildung 39 zeigt den Bildschirmausdruck eines Input/Output-Diagramms. Jeder Messpunkt stellt einen Tag dar. Punkte, die sich rechts unten befinden, repräsentieren einen Solareintrag, der hinter den Erwartungen zurückbleibt.

Die am ISFH entwickelte Auswertungssoftware vereinfacht vor allem dem Servicetechniker die Fehleranalyse. Durch einen Mausklick auf einen Datenpunkt mit Minderertrag öffnet sich das zugehörige Tagesdiagramm (s. Abb. 40). Solch ein Tagesdiagramm enthält viele Messkurven, die auf die Ursache des Minderertrages schließen lassen. Bei dem in Abbildung 40 dargestellten Tag ist für den Experten erkennbar, dass die unteren Speichertemperaturen (A) den Maximalwert von 95° C erreichen und dementsprechend die Kollektorkreispumpe schon um 12:30 Uhr abschaltet (B). Da fehlender Wärmebedarf anhand des Warmwasservolumenstromes (C) ausgeschlossen werden kann, ist aus dem beobachteten Verlauf der Speichertemperaturen, welche reines Auskühlverhalten durch Wärmeverluste anzeigt, auf eine Störung in der Speicherentladung zu schließen.

Mit der am ISFH entwickelten Auswertungssoftware "IOCKlick" kann die zentrale Funktionskontrolle einfach und komfortabel durchgeführt werden. Sie dient auch als "Serviceprogramm" für den Betreiber dezentraler I/O-Controller, um die Funktion der Solaranlage beurteilen zu können.

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