Projekt 22274/01

Entwicklung eines mobilen Prüfstands für thermische Solaranlagen

Projektdurchführung

SWT Solar- und Wärmetechnik Stuttgart
Pfaffenwaldring 6
70550 Stuttgart

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mobilen Prüfstands für solarthermische Kollektoren.

Anlaß für das Vorhaben ist die Tatsache, dass durch die thermische Nutzung der Solarenergie ein wichtiger Beitrag zum Umweltschutz sowie zur Schonung unserer Ressourcen geleistet werden kann. Hierbei ist jedoch zu berücksichtigen, dass die Etablierung der Solartechnologie sowie der Aufbau eines funktionierenden Marktes langfristig nur durch die Produktion qualitativ hochwertiger Komponenten bzw. Anlagen möglich ist. Um dies gewährleisten zu können ist es notwendig, dass die zentralen Komponenten vor Ort auf ihre Leistungsfähigkeit und Gebrauchstauglichkeit geprüft werden können.
Die wichtigste Komponente einer thermischen Solaranlage stellt der Sonnenkollektor dar, der die Sonnenstrahlung in Nutzwärme umwandelt. Um die Qualität der produzierten Sonnenkollektoren sicherzustellen ist es wichtig, dass entsprechende Prüfeinrichtungen vor Ort verfügbar sind. Im Rahmen des Projektes soll daher ein mobiler Prüfstand für solarthermische Kollektoren entwickelt werden. Die Konzeption des Prüfstandes auf der Basis eines Containers ermöglicht es, dass der Prüfstand in Deutschland gefertigt und als betriebsbereite Einheit exportiert werden kann.

Der Prüfstand ist so konzipiert, dass er die Prüfung der thermischen Leistungsfähigkeit sowie der Zuverlässigkeit und Dauerhaftigkeit von Sonnenkollektoren nach den aktuellen Normen (EN 12975 bzw. ISO 9806) ermöglicht.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenFür die Realisierung des Projektziels - der Entwicklung eines mobilen Prüfstands für solarthermische Kollektoren - wird zunächst ein 1. Prototyp aufgebaut und erprobt. Dieser 1. Prototyp verbleibt nach Projektende bei dem osteuropäischen Projektpartner.
Auf der Basis der bei der Erprobung des 1. Prototyps gewonnenen Erfahrungen und Erkenntnisse werden notwendige Optimierungsmaßnahmen identifiziert, die bei der Erstellung des 2. Prototyps umgesetzt werden.

Um eine möglichst kompakte Bauweise und eine hohes Maß an Mobilität des Kollektorprüfstands zu gewährleisten wird der Prüfstand auf Basis eines Containers erstellt. Der Prüfstand ist so konzeptioniert, dass er die parallele Prüfung von bis zu vier Kollektoren ermöglicht. Im Hinblick auf eine hohe Mobilität sowie einen möglichst autarken Betrieb sind alle zentralen Einrichtungen (z. B. Kaltwassersatz, Messdatenerfassung) in dem Container integriert. Sämtliche elektrischen und hydraulischen Komponenten werden ebenfalls fest in den Container eingebaut.
Die zu prüfenden Kollektoren werden auf einer Aufständerung angebracht, die neben bzw. auf dem Container aufgebaut werden kann. Für den Transport kann diese Aufständerung sowie die zu prüfenden Kollektoren in den Container integriert werden.

Die Projektbearbeitung kann in folgende Arbeitspunkte untergliedert werden:
1. Planung mobiler Kollektorprüfstand
2. Entwicklung der Software für die Steuerung und Messdatenerfassung
3. Aufbau 1. Prototyp
4. Inbetriebnahme und Erprobung 1.Prototyp
5. Erstellung Handbuch
6. Aufbau 2.Prototyp
7. Schulungsveranstaltungen
8. Projektmanagement und Berichterstellung


Ergebnisse und Diskussion

Im Rahmen dieses Projekts wurde ein mobiler Prüfstand für solarthermische Kollektoren und Solaranlagen zur Trinkwassererwärmung entwickelt und realisiert. Hierzu wurde zunächst ein erster Prototyp geplant, hergestellt und in Mazedonien in Betrieb genommen. Basierend auf den bei der Erprobung gewonnenen Erkenntnissen wurde ein zweiter, verbesserter und funktional erweiterter Prototyp angefertigt
Für die Inbetriebnahme, Bedienung und Wartung des neu entwickelten Prüfstands wurde eine entsprechende Dokumentation verfasst und in Zusammenarbeit mit dem mazedonischen Projektpartner erprobt und optimiert.

Ein weiteres, wesentliches Ergebnis dieses Projekts ist die Initiierung eines Solarthermischen Test- und Kompetenzzentrums in Skopje, Mazedonien. Hierzu wurden zunächst vom mazedonischen Wirtschaftsministerium entsprechende Finanzmittel akquiriert und dann in Kooperation mit den mazedonischen Projektpartnern ein geeigneter Standort gesucht, der beim Hydrometeorological Service in Skopje gefunden werden konnte. Die Mitarbeiter des Solarthermischen Test- und Kompetenzzentrums wurden sowohl in Stuttgart als auch in Mazedonien intensiv geschult.
Das in diesem Projekt entwickelte Konzept von mobilen, multifunktionalen Prüfständen hat sich in der Praxis bewährt und stößt in der Solarthermie-Branche global auf großes Interesse.
Um die grundlegende Idee eines multifunktionalen und mobilen Prüfstands für solarthermische Kollektoren und Anlagen (MobKoll) zu schützen, wurde sowohl ein Patent als auch ein Gebrauchsmuster beantragt. Das Gebrauchsmuster wurde zwischenzeitlich erteilt.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Zur Verbreitung der Projektergebnisse wurden Vorträge auf folgenden nationalen und internationalen Fachtagungen und Kongressen platziert:
- ISES Solar World Congress 2007, Peking, China
- 18. Symposium Thermische Solarenergie, 2008, Otti, Kloster Banz bzw. Regensburg
- HEFAT 2008, Pretoria, Südafrika
- EuroSun 2008, Lissabon, Portugal
- RIO 2009, Rio de Janeiro, Brasilien


Fazit

Durch das Projekt ist es gelungen einen innovativen Prüfstand für solarthermische Kollektoren und Anlagen zu entwickeln und aufzubauen sowie ein Solarthermisches Test- und Kompetenzzentrums in Skopje (Mazedonien) zu initiieren. Beide Maßnahmen tragen dazu bei das Qualitätsniveau solarthermischer Produkte zu sichern und ermöglichen damit eine nachhaltige und kontinuierliche Entwicklung der Märkte für solarthermische Kollektoren und Anlagen.
Ursprünglich war die Realisierung des Vorhabens mit der Universität Politehnica din Bucuresti, Facultatea de Energetica aus Rumänien als Partner geplant. Von dieser konnte jedoch, entgegen den ursprünglichen Zusagen, die geforderte Eigenbeteiligung nicht aufgebracht werden. Daher wurde als neuer Partner das Hydrometeorologische Institut (Hydrometeorological Service) in Skopje, Mazedonien in das Vorhaben integriert. Repräsentanten des Hydrometeorological Service beteiligten sich mit großem Engagement an dem Projekt, so dass sich der Wechsel des Partners in keiner Wiese negativ auf den Erfolg des Vorhabens ausgewirkt hat.

SWT ist es zwischenzeitlich gelungen einige Prüfstände zu verkaufen. Zusätzlich liegen mehrere, zumindest teilweise erfolgversprechende, Anfragen vor. Es ist daher zu erwarten, dass in den kommenden Jahren weitere Prüfstände hergestellt und verkauft werden können. Durch das Projekt konnten daher, zusätzlich zu einem Beitrag zur Sicherung der Qualität solarthermischer Produkte, auch neue Arbeitsplätze im der Solarbrache geschaffen werden.