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Große Solarwärmeanlagen unter der Lupe – Prüfung, Analyse und Verbesserung

Thermische Solarsysteme sind mittlerweile zu einem fixen Bestandteil in der Wärmeversorgung von Objektbauten geworden. Dies beweisen tausende Anlagen in den Anwendungsbereichen Geschoßwohnbau, Hotellerie- und Gastgewerbe, Sport- und Freizeitanlagen, Krankenhäuser, Pflege- und Betreuungseinrichtungen, Landwirtschaft, gewerblich genutzte Gebäude, etc. im täglichen Betrieb. Entscheidend für diese Entwicklung ist einerseits die hohe Akzeptanz von Solarenergienutzung bei den Anwendern und andererseits die hohe Leistungsfähigkeit von thermischen Solarsystemen, was sich angesichts der Entwicklung bei den Preisen für fossile Energieträger unmittelbar in betriebswirtschaftlichen Vorteilen niederschlägt. Um das viel versprechende Marktwachstum bei den beschriebenen neuen Anwendungen beizubehalten bzw. weiter auszubauen, bedarf es einer gesicherten Umsetzung von qualitativ hochwertigen Systemen. Genau an dieser Stelle setzte das gegenständliche Projekt an.

Anhand von 120 vor Ort Untersuchungen von Solarsystemen im Objektbau (Kollektorflächen zwischen 20 und 400 m² Kollektorfläche) in den Bundesländern Steiermark, Vorarlberg, Tirol und Niederösterreich wurde der aktuelle Qualitäts- und Funktionalitätsstandard bestimmt. Ein eigens entwickelter, dreistufiger Erhebungsbogen mit rund 220 auszufüllenden Rubriken bildete hierzu die Basis. Ergänzt wurde der Prozess der Datensammlung durch eine einfache Möglichkeit der Temperaturmessung mit kostengünstigen Minitemperaturdatenloggern in allen hydraulischen Kreisen über einen Zeitraum von zwei bis drei Wochen. Für die große Menge an erfassten Daten wurde basierend auf speziell definierten Bewertungskriterien ein automatisiertes Auswertetool in MS Excel erstellt.

Die Beurteilung sämtlicher Anlagen erfolgte basierend auf 12 unterschiedlich gewichteten „Energieeffizienzkategorien“ (z. Bsp.: „Funktionalität der Anlage“, „Dimensionierung und Komponentenauswahl“, „Wahl des Hydrauliksystems“, „Installationsdetails“, „Betriebsführung“, etc.) sowie einer Kategorie zur „Betriebssicherheit“ (z. Bsp.: „Ausführung der Sicherheitstechnik“, „Statik der Kollektorbefestigung“, „Umsetzung der österreichischen Hygienenorm B 5019“, etc.). Damit kann einerseits jede Anlage für sich beurteilt werden und andererseits eine Stärken-Schwächen Auswertung nach ausgewählten Kategorien (basierend auf allen 120 Anlagen) erfolgen. Die Auswertung nach ausgewählten Kategorien ergab grundsätzlich zufriedenstellende Ergebnisse. In 6 der 13 Kategorien konnten über 70% der maximalen Punkte erreicht werden (hervorzuheben sind hier die Kategorien „Funktionalität“ mit 82% und die Kategorie „Systemwahl“ mit 80%). Drei Kategorien („Betriebsführung“, „Rohrleitungsdämmung“ und „Stagnationsverhalten“) lagen unter 60%, wobei keine Kategorie unter 50% lag. Deutlich konnten aus dieser Auswertung die bevorzugten Verbesserungspotenziale in den Energieeffizienzkategorien erkannt werden. Hervor zu heben ist, dass die Verbesserungspotenziale alle Zuständigkeitsbereiche („Planung“, „Montage“ und „Betriebsführung“) betreffen. So zeigten die Untersuchungsergebnisse beispielsweise deutlich, dass Anlagen, die regelmäßig hinsichtlich Funktionalität und Ertrag kontrolliert werden (egal ob manuell oder automatisiert), eine deutlich bessere Energieeffizienz aufweisen.

Die plakative Darstellung hinsichtlich Systemqualität und Funktionalität erfolgte für jede einzelne Anlage in Anlehnung an den Energieausweis von Gebäuden mittels Energieeffizienzlabel. Nach einem entsprechenden Punkteschlüssel wurden 7 Labelstufen (Label „A“ bis „G“) vergeben. Dabei steht Energieeffizienzlabel „A“ für ein Solarsystem mit höchster Energieeffizienz und der Energieeffizienzlabel „G“ für einen quasi Ausfall des Solarsystems. Hierzu kann gesagt werden, dass 97 Anlagen (von 120) in den Labelstufen „A“ bis „D“ durchaus eine gute Funktionalität von großen Solarsystemen demonstrieren. Angesichts des sehr kritischen Beurteilungsmodus bedeutet dieses Faktum ein sehr positives Ergebnis der breit angelegten Anlagenuntersuchung. Trotzdem darf nicht vergessen werden, dass auch 23 Anlagen mit den Labelstufen „E“ bis „G“ bewertet wurden, was heißt, dass diese Anlagen Probleme im Anlagenbetrieb aufweisen. Mängel, die mit vertretbarem Aufwand behoben werden können, wurden speziell am Label vermerkt und geben somit dem Anlagenbetreiber bzw. dem Investor die Möglichkeit, Optimierungspotenziale auszuschöpfen.

Basierend auf den Auswerteergebnissen wurde eine Broschüre „Solarsysteme im Objektbau - ein Leitfaden für Planung, Umsetzung und Betriebsführung“ erstellt und in einer Auflage von 4.000 Stück vervielfältigt. Die Verteilung erfolgte in Verbindung mit den speziell für die Zielgruppe (Haustechnikplaner, Installateure, Wohnbauträger, Anlagenbetreiber, Investoren, etc.) definierten Workshops und Veranstaltungen zum Transfer der Ergebnisse. In drei eigens organisierten Fachveranstaltungen konnten über 300 Personen begrüßt werden. Darüber hinaus wurden in Workshops mit Förderstellen und der Solarindustrie die erzielten Projektergebnisse einerseits transferiert und andererseits konkrete Maßnahmen zur zukünftig verbesserten Qualitätssicherung definiert.