DE10132113A1 - Monitoring yield of solar thermal systems by desired value-actual value comparison of yield with actual value determined by volume flow and temperature - Google Patents

Monitoring yield of solar thermal systems by desired value-actual value comparison of yield with actual value determined by volume flow and temperature

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Abstract

The method is carried out using multiple equations listed as a multiple-linear input-output regression expression for the determination of the desired value and choosing one of the equations listed for the evaluation.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ermittlung des Er­ trags von Solarthermieanlagen nach dem Oberbegriff des An­ spruchs 1.The invention relates to a method for determining the Er of solar thermal systems according to the generic term of the An saying 1.

Die Funktionskontrolle und Ertragsüberwachung von Solarther­ mieanlagen dient erstens zur Erkennbarkeit von Betriebsstö­ rungen durch den Betreiber und zweitens zur dauerhaften In- Situ-Überwachung von im Rahmen der Anlagenplanung prognosti­ zierten Solarertragswerten, was eine wesentliche Vorausset­ zung zur Übernahme von Funktions- und Ertragsgarantien durch den Anlagenerichter und Anbieter darstellt. Das besondere Erfordernis einer derartigen Anlagenüberwachung ergibt sich aus der Tatsache, dass Betriebsstörungen im Solarkreislauf, die bei keiner Technik völlig auszuschließen sind, vom Betreiber oder Nutzer häufig nicht sofort erkannt werden. Denn bei Störungen oder Mindererträgen des solaren Anlagen­ teils springt normalerweise die konventionelle Energieversor­ gung ein. Functional control and yield monitoring by Solarther rental systems serve firstly to detect operational disruptions the operator and secondly for permanent information Situ monitoring of prognosti as part of plant planning graced solar yield values, which is an essential prerequisite to assume functional and earnings guarantees represents the plant installer and provider. The special Such a system monitoring is required from the fact that malfunctions in the solar circuit, which cannot be completely ruled out in any technology, from Operators or users are often not recognized immediately. Because in the event of malfunctions or reduced yields in solar systems sometimes the conventional energy supplier jumps entry.  

Für die Funktionsüberwachung und Ertragskontrolle thermischer Solaranlagen existieren drei unterschiedliche Ansätze:
There are three different approaches for the function monitoring and yield control of thermal solar systems:

  • a) Zur energetischen Überprüfung von Solaranlagen existieren Verfahren zur Langzeitprognose auf der Basis von Kurzzeit­ messungen, die z. B. im Rahmen von Abnahmemessungen einge­ setzt werden. Wegen der kurzen, vorübergehenden Vermessung der Anlage, erheblichen Verfahrenskosten aufgrund aufwen­ diger Messtechnik und umfangreichen Simulationsrechnungen zur Jahresextrapolation sind diese Verfahren jedoch zur permanenten, selbsttätigen und kostengünstigen In-Situ- Überwachung von Funktion und Ertrag von Solaranlagen nicht geeignet.a) For the energetic verification of solar systems exist Long-term forecasting method based on short-term measurements that z. B. in the context of acceptance measurements be set. Because of the short, temporary survey the plant, considerable procedural costs due to measurement technology and extensive simulation calculations for annual extrapolation, however, these methods are used permanent, automatic and cost-effective in-situ Monitoring of the function and yield of solar systems is not suitable.
  • b) Reine Funktionskontrollgeräte erlauben keine energetische Überprüfung des Anlagenertrags hinsichtlich der im Rahmen des Angebots erstellten Ertragsprognosen.b) Pure function control devices do not allow energetic Review of the plant yield in terms of of the offer generated earnings forecasts.
  • c) Der alleinige Einsatz von Wärmemengenmessgeräten im Solar­ kreislauf erlaubt keine Rückschlüsse auf den Erwartungs­ wert des Solarertrags, da keinerlei Informationen über ak­ tuelle Bestrahlungswerte erfasst werden und somit ein Soll/Istwerte-Vergleich nicht möglich ist.c) The sole use of heat meters in the solar cycle does not allow any conclusions to be drawn about expectations value of the solar yield, since no information about ak current radiation values are recorded and thus a Target / actual value comparison is not possible.

Ein Kontrollgerät auf der Basis von Input/Output-Regressionen wurde in [1] = Vanoli, Klaus; Christian Cornelius: Der "ISFH- Input/Output-Controller" ein Verfahren zur On-Line-Diagnose und Ertragsverifizierung großer Kollektorfelder, Viertes Sym­ posium Thermische Solarenergie, 09.-10. Juni 1994; Kloster Banz, Staffelstein; Veranst. OTTI-Technologie-Kolleg, Re­ gensburg, und [2] = Vanoli, Klaus; Repe Rainer; Felten Heide: Development of the ISFH I/O-Procedure and Test in the Project "Solar District Heating Göttingen" in: Dynamic Testing of Ac­ tive Solar Heating Systems, Final Report of the task 14 Dy­ namic Component and System Testing Subtask, Volume A, April 1997, vorgeschlagen.A control device based on input / output regressions was in [1] = Vanoli, Klaus; Christian Cornelius: The "ISFH- Input / Output Controller "a method for on-line diagnosis and yield verification of large collector fields, fourth sym posium thermal solar energy, 09.-10. June 1994; monastery Banz, Staffelstein; Veranst. OTTI Technology College, Re gensburg, and [2] = Vanoli, Klaus; Repe Rainer; Felten Heide: Development of the ISFH I / O-Procedure and Test in the Project "Solar District Heating Göttingen" in: Dynamic Testing of Ac tive Solar Heating Systems, Final Report of the task 14 Dy namic Component and System Testing Subtask, Volume A, April 1997.

Bei diesem bekannten Gerät erfolgt die Vorhersage des tägli­ chen Erwartungswertes des Kollektorertrags q112 auf der Basis einer multilinearen Regressionsgleichung nach der Form:
q112 = a0' + a1'.H100/A100 + a2'.DT.DL
mit:
q112: täglicher Kollektorertrag kWh/(m2d)
H100/A100: tägliche Gesamtbestrahlung auf die Kollektor­ ebene kWh/(m2d)
DT: mittlere tägliche Differenz zwischen Kollek­ tor- und Außentemperatur
DL: Kollektor-Betriebsdauer (h)
A100: KollektorflächeIn this known device, the prediction of the daily expected value of the collector yield q112 is based on a multilinear regression equation according to the form:
q112 = a 0 '+ a 1 ' .H100 / A100 + a 2 '.DT.DL
With:
q112: daily collector yield kWh / (m 2 d)
H100 / A100: total daily irradiation at the collector level kWh / (m 2 d)
DT: mean daily difference between collector and outside temperature
DL: collector operating time (h)
A100: collector surface

Die Ermittlung der drei Regressionskoeffizienten a0', a1', a2' erfolgt in [1] und [2] mit täglichen Ertragswerten q112 als abhängiger Variable sowie der täglichen Gesamtbestrahlung H100 und des Produkts DT.DL als unabhängigen Variablen, wobei abhängige und unabhängige Variablen anhand von monatlichen oder jährlichen Simulationsrechnungen für typische Betriebs- und Klimabedingungen ermittelt werden. Diese Simulationsrech­ nungen erfolgen jeweils für eine bestimmte Anlagenauslegung.The three regression coefficients a 0 ', a 1 ', a 2 'are determined in [1] and [2] with daily yield values q112 as a dependent variable and the daily total irradiation H100 and the product DT.DL as independent variables, whereby dependent and independent variables can be determined using monthly or annual simulation calculations for typical operating and climatic conditions. These simulation calculations are made for a specific system design.

Nach [1] treten bei diesem Ansatz Verfahrensunsicherheiten auf monatlicher Basis von teilweise mehr als ± 20% des täg­ lichen Kollektorertrags auf. Ursache ist die statistische Er­ mittlung der Größe a0', die hierbei nur eine "mittlere" und deshalb zu ungenaue Berücksichtigung der Mindestbestrahlungs­ stärke ermöglicht. Ihre Abhängigkeit vom täglichen Strah­ lungsverlauf und von der Größe und vom Verlauf lastspezifi­ scher Betriebswerte wird nicht ausreichend wiedergegeben.According to [1], this approach gives rise to procedural uncertainties on a monthly basis of sometimes more than ± 20% of the daily collector yield. The reason is the statistical determination of the size a 0 ', which only allows a "medium" and therefore too imprecise consideration of the minimum irradiance. Their dependency on the daily radiation pattern and on the size and the curve of load-specific operating values is not adequately reproduced.

Bei einer in [2] vorgeschlagenen optionalen Variante dieses bekannten Geräts erfolgt die Vorhersage des täglichen Erwar­ tungswertes des Kollektorertrags q112 auf der Basis einer mo­ difizierten multilinearen Regressionsgleichung nach der Form:
q112 = a0" + a1".H101/A100 + a2".DT.DL
mit:
q112: täglicher Kollektorertrag kWh/(m2d)
H101/A100: tägliche Betriebsbestrahlung auf die Kollektor­ ebene kWh/(m2d)
DT: mittlere tägliche Differenz zwischen Kollektor- und Außentemperatur
DL: Kollektor-Betriebsdauer (h)
A100: Kollektorfläche.In an optional variant of this known device proposed in [2], the daily expected value of the collector yield q112 is predicted on the basis of a modified multilinear regression equation according to the form:
q112 = a 0 "+ a 1 " .H101 / A100 + a2 ".DT.DL
With:
q112: daily collector yield kWh / (m 2 d)
H101 / A100: daily operating radiation on the collector level kWh / (m 2 d)
DT: mean daily difference between collector and outside temperature
DL: collector operating time (h)
A100: collector surface.

Als Bestrahlung wurde hierbei die tägliche Betriebsbestrah­ lung H101 zugrunde gelegt, wobei zu deren Ermittlung die Be­ triebsphasen des Kollektors durch Abfragen des Ein/Ausschal­ tens der Solarkreispumpe bestimmt wurden. Hierbei treten nach [2] Verfahrensunsicherheiten auf monatlicher Basis von bis zu ± 15% auf. Damit ist dieser Algorithmus zwar genauer als der unter [1] spezifizierte, er beruht jedoch wegen des Rückgriffs auf den von der Solarkreisregelung abhängigen Pumpenbetrieb auf einer der zu kontrollierenden Komponenten. The daily operating radiation was used as radiation H101 is used as a basis, whereby the Be drive phases of the collector by querying the on / off scarf at least the solar circuit pump were determined. Here come after [2] procedural uncertainties on a monthly basis of up to ± 15%. This makes this algorithm more accurate than that specified under [1], but it is based on the Recourse to those dependent on the solar circuit regulation Pump operation on one of the components to be checked.  

Daraus folgt zwingend eine sich selbst-erfüllende Vorhersage, die z. B. an folgendem Beispiel erläutert werden kann. Ohne Volumenstrom folgt keine Betriebsbestrahlung und damit kein Erwartungswert des Ertrags. Eine defekte Regelung könnte also nicht detektiert werden. Deshalb kommt dieser Algorithmus trotz ausreichender Genauigkeit nicht für ein universelles Kontroll- und Überwachungskonzept in Betracht.This necessarily leads to a self-fulfilling prediction, the z. B. can be explained using the following example. Without Volume flow follows no operational radiation and therefore none Expected return value. A defective regulation could therefore cannot be detected. That is why this algorithm comes not sufficient for a universal despite sufficient accuracy Control and monitoring concept into consideration.

Ferner kann zwischen Ertragsdefiziten aufgrund solartechni­ scher Fehlfunktionen und/oder Komponentenverschleiß einer­ seits und lastspezifischen Betriebseinflüssen andererseits nicht ausreichend genau differenziert werden.Furthermore, there can be a loss of income due to solar technology malfunctions and / or component wear on the one hand and load-specific operating influences on the other cannot be differentiated with sufficient accuracy.

Weiterhin sind Messungen, bei denen nur die Wärmemenge im So­ larkreislauf erfasst wird, oder Wärmemengenmessungen ohne gleichzeitige Bestimmung der lasttemperatur-abhängigen Be­ strahlung für eine ausreichend genaue Ertragskontrolle eben­ falls nicht geeignet.Furthermore, measurements in which only the amount of heat in the sun larkkreislauf is detected, or heat quantity measurements without simultaneous determination of the load temperature-dependent Be radiation for a sufficiently precise yield control if not suitable.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Ermittlung des Ertrags von Solarthermieanlagen anzugeben, das unter Berücksichtigung der Charakteristiken des Solarkollek­ torfeldes und der Meteorologie einerseits und von der konven­ tionellen Energieversorgungsanlage vorgegebenen Betriebsbe­ dingungen andererseits eine Bestimmung des Ertrags mit hoher Genauigkeit ermöglicht.The invention has for its object a method for Determine the yield of solar thermal systems to indicate that taking into account the characteristics of the solar panel torfeldes and meteorology on the one hand and from the konven  tional energy supply system predetermined Betriebsbe conditions, on the other hand, a determination of the yield with high Accuracy.

Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch dessen Merkmale gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus den Unter­ ansprüchen.This task is carried out in a method according to the generic term of claim 1 solved by its features. further developments and advantageous embodiments result from the sub claims.

Bei der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Lösung wird der in der bekannten Gleichung:
q112 a0' + a1'.H100/A100 + a2'.DT.DL
verwendete bisher statische Koeffizient a0' ersetzt durch die neuartige dynamische, für ein Zeitintervall spezifische Be­ ziehung:
a0' = a1'.Hmin'
entsprechend der im Zeitintervall effektiv absorbierten, aber nicht nutzbaren Bestrahlung mit:
Hmin' = (H100 - H102)/A100.In the first alternative of the solution according to the invention, that in the known equation:
q112 a 0 '+ a 1 ' .H100 / A100 + a 2 '.DT.DL
previously used static coefficient a 0 'replaced by the new dynamic, specific relationship for a time interval:
a0 '= a 1 ' .H min '
according to the radiation effectively absorbed but not usable in the time interval with:
H min '= (H100 - H102) / A100.

Als Basis für die Bestrahlung im Zeitintervall wird die Nutz­ barkeitsbestrahlung H102 eingeführt. Die Berechnung der Nutz­ barkeitsbestrahlung H102 erfolgt auf der Basis der Bestrah­ lungsstärke unter Berücksichtigung des aktuellen Kollektor­ stagnationsverhaltens.The basis is the basis for the irradiation in the time interval Radiation irradiation H102 introduced. Calculating the utility Radiation irradiation H102 is based on the irradiation  strength considering the current collector stagnation behavior.

Der Rechenalgorithmus zur Bestimmung von H102 kann in einem Input/Output-Kontrollgerät implementiert sein und läuft per­ manent ab. Da dieser Algorithmus ausschließlich auf meteoro­ logischen Messwerten, lastspezifischen Betriebsmesswerten so­ wie Kollektorparametern beruht, ist er völlig unabhängig von Betriebsmesswerten des Solarkreislaufs, womit die Anwendungs­ problematik der Betriebsbestrahlung H101 nach [2] gelöst wur­ de.The calculation algorithm for determining H102 can be done in one Input / output control device can be implemented and runs via manent. Since this algorithm is only available on meteoro logical measured values, load-specific operational measured values see above how collector parameters are based, it is completely independent of Operating measurements of the solar circuit, with which the application problem of operating radiation H101 according to [2] was solved de.

Bei der zweiten Alternative der erfindungsgemäßen Lösung wird die bekannten Gleichung:
q112 = a0' + a1'.H100/A100 + a2'.DT.DL
ersetzt durch:
q112 = a1.H102/A100 + a2.DT.DL.In the second alternative of the solution according to the invention, the known equation is:
q112 = a 0 '+ a 1 ' .H100 / A100 + a 2 '.DT.DL
replaced by:
q112 = a 1 .H102 / A100 + a 2 .DT.DL.

Die Berechnung der Nutzbarkeitsbestrahlung H102 erfolgt wie bei der ersten Alternative der erfindungsgemäßen Lösung. Die Regressionskoeffizienten a1 und a2 unterscheiden sich von den Regressionskoeffizienten a1' und a2' der ersten Alternative. Während die Regressionskoeffizienten a1' und a2' wie im Stand der Technik durch Simulationsrechnungen für typische Betrie­ bes- und Klimabedingungen über mehrere vergangene Zeiträume ermittelt werden, erfolgt die Berechnung der Regressionskoef­ fizienten a1 und a2 bei der zweiten Alternative auf der Basis von Ertragswerten q112 als abhängiger Variable sowie der Nutzbarkeitsbestrahlung H102 und des Produkts DT.DL als unab­ hängigen Variablen, wobei abhängige und unabhängige Variablen anhand von monatlichen oder jährlichen Simulationsrechnungen für typische Betriebs- und Klimabedingungen für ein Zeitin­ tervall ermittelt werden.The usability radiation H102 is calculated as in the first alternative of the solution according to the invention. The regression coefficients a 1 and a 2 differ from the regression coefficients a 1 'and a 2 ' of the first alternative. While the regression coefficients a 1 'and a 2 ', as in the prior art, are determined by simulation calculations for typical operating and climatic conditions over several past periods, the regression coefficients a 1 and a 2 are calculated in the second alternative on the basis of Yield values q112 as a dependent variable and the usability irradiation H102 and the product DT.DL as independent variables, whereby dependent and independent variables are determined using monthly or annual simulation calculations for typical operating and climatic conditions for a time interval.

Eine Möglichkeit zur näherungsweisen Bestimmung der Regressi­ onskoeffizienten a1 und a2 besteht auch in einer Mittelung über die Betriebszeit im Zeitintervall und die Betriebskondi­ tionen des Kollektors aus den entsprechenden Kollektortestko­ effizienten. Es entspricht der Regressionskoeffizient a1 ei­ nem effektiven, im Zeitintervall gemittelten optischen Kon­ versionskoeffizienten, und der Regressionskoeffizient a2 ei­ nem effektiven, im Zeitintervall gemittelten Wärmeverlustko­ effizienten gemäß den geltenden Kollektortestnormen. Hieraus ergibt sich ferner die Möglichkeit des Einsatzes zu Abnahme­ messungen sowie einer zusätzlichen Kontrolle bei der Bestim­ mung der Regressionskoeffizienten, die z. B. auf der Basis von Abnahmemessungen vorgenommen werden können. One possibility for the approximate determination of the regression coefficients a 1 and a 2 is also to average the operating time in the time interval and the operating conditions of the collector from the corresponding collector test coefficients. It corresponds to the regression coefficient a 1 of an effective optical conversion coefficient averaged over the time interval, and the regression coefficient a 2 of an effective heat loss coefficient averaged over the time interval in accordance with the applicable collector test standards. This also gives rise to the possibility of using acceptance measurements and an additional check when determining the regression coefficients. B. can be made on the basis of acceptance measurements.

Vorzugsweise wird die Nutzbarkeitsbestrahlung im Zeitinter­ vall nach der Gleichung:
H102 Σi = (G001(t).Δt
ermittelt wird mit:
G001(t): zeitabhängige Bestrahlungsstärke
i: Zeitelement
Δt: nutzbare Zeitdifferenz, bei der die Bedingung gilt:
Tc(t) < TSL(t)
mit:
Tc(t): Kollektorstagnationstemperatur
TSL(t): solare LasttemperaturThe usability radiation is preferably in the time interval according to the equation:
H102 Σ i = (G001 (t) .Δt
is determined with:
G001 (t): time-dependent irradiance
i: time element
Δt: usable time difference where the condition applies:
T c (t) <T SL (t)
With:
T c (t): collector stagnation temperature
T SL (t): solar load temperature

Die Berechnung der Nutzbarkeitsbestrahlung H102 erfolgt also als Integration der aktuell gemessenen Bestrahlungsstärke G001(t) unter Analyse des aktuellen Kollektorstagnationsver­ haltens. Hierbei wird die Kollektorstagnationstemperatur Tc(t) mit der aktuellen solaren Lasttemperatur TSL(t) vergli­ chen. Unter der Solaren-Lasttemperatur TSL(t) versteht man hierbei eine in jeder thermischen Solaranlage existierende Temperatur, auf die sich das Solarkreisfluid im Kollektor mindestens erwärmen muss, bevor ein Betrieb des Kollektors beginnt. Diese Temperatur bestimmt die der Solaranlage von der konventionellen Energieversorgungsanlage und insbesondere ihren Lastbedingungen weitgehend vorgegebenen charakteristi­ schen Betriebsbedingungen.The calculation of the usability radiation H102 is therefore carried out as an integration of the currently measured irradiance G001 (t) by analyzing the current collector stagnation behavior. Here the collector stagnation temperature Tc (t) is compared with the current solar load temperature T SL (t). The solar load temperature T SL (t) here means a temperature existing in every thermal solar system to which the solar circuit fluid in the collector must at least warm up before the collector starts to operate. This temperature determines the characteristic operating conditions of the solar power system from the conventional power supply system and in particular its load conditions.

Für die solare Lasttemperatur TSL(t) können obere und untere Grenzwerte einer solaren Referenztemperatur TRL(t) eingesetzt werden, die entweder nach vorausgegangenen Messungen prognos­ tiziert und fest vorgegeben werden oder dynamisch in Abhän­ gigkeit aktueller Betriebsmesswerte und Messperioden ermit­ telt werden.Upper and lower limit values of a solar reference temperature T RL (t) can be used for the solar load temperature T SL (t), which are either predicted and predefined according to previous measurements or determined dynamically depending on current operating measured values and measuring periods.

Technisch entspricht die solare Lasttemperatur TSL(t) dann der Referenztemperatur der Temperaturdifferenzregelung für eine Solarkreispumpe, die z. B. im Falle einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung im unteren Bereich des Wasserspei­ chers oder bei der Solareinspeisung in Nahwärmesysteme im Netzrücklauf gemessen wird.Technically, the solar load temperature T SL (t) then corresponds to the reference temperature of the temperature difference control for a solar circuit pump, the z. B. in the case of a solar system for water heating in the lower area of the Wasserkpei chers or in the solar feed in local heating systems in the network return is measured.

Je nach Art der technischen Realisierung des Solarkreislaufs können bei dieser konditionalen Vergleichsanalyse ergänzende Parameter für diesen Vergleich hinzugezogen werden, wie z. B. die Schalthysterese der Pumpensteuerung, die spezifische Übertragungsleistung k.A oder die charakteristische Grädigkeit DTHX des Wämeaustauschers. Bei Berücksichtigung des letztge­ nannten Einflusses würde die Bedingung lauten:
Tc(t) < TSL(t) + DTHX.Depending on the type of technical implementation of the solar circuit, additional parameters for this comparison can be used in this conditional comparison analysis, such as B. the switching hysteresis of the pump control, the specific transmission power kA or the characteristic degree DTHX of the heat exchanger. Taking into account the latter influence, the condition would be:
T c (t) <T SL (t) + DTHX.

Ergänzend kann der Ertrag des Solarkreislaufs beim Eintritt in einen primären Solarwärmetauscher oder einen Solarspeicher als Differenz zwischen dem Kollektorertrag und den Wärmever­ lusten des Solarkreislaufs ermittelt werden gemäß der Glei­ chung:
Q102 = Q112 - Qverl,Sk
mit
Q102: Ertrag des Solarkreislaufs beim Eintritt in den primären Solarwärmetauscher
Q112: Ertrag des Kollektorfelds
Qverl,Sk: Wärmeverluste des Solarkreislaufs.In addition, the yield of the solar circuit when entering a primary solar heat exchanger or solar storage can be determined as the difference between the collector yield and the heat losses of the solar circuit according to the equation:
Q102 = Q112 - Qverl, Sk
With
Q102: Yield of the solar circuit when entering the primary solar heat exchanger
Q112: yield of the collector field
Qverl, Sk: heat loss from the solar circuit.

Dabei können die Wärmeverluste des Solarkreislaufs anhand ef­ fektiver Kollektor-Koeffizienten für Transmissionsverluste und Kapazitätsverluste und Betriebswerte in zurückliegenden Zeitintervallen durch Simulationsverfahren und/oder Regressi­ onsansätzen ermittelt werden.The heat losses in the solar circuit can be calculated using ef fective collector coefficient for transmission losses and loss of capacity and operating values in the past  Time intervals through simulation processes and / or regressions approaches are determined.

Vorzugsreise erfolgt die Ermittlung der Ertrags-Istwerte im Zeitintervall für den Kollektorertrag Q112 und für den Ertrag des Solarkreislaufs Q102 anhand der gemessenen Ein- und Aus­ lauftemperaturen am Kollektor oder am Wärmeaustauscher sowie des gemessenen Solarkreisvolumenstroms VpSK nach den Glei­ chungen:
Q112 = VpSK.Cp.roh.(T102 - T101)
Q102 = VpSK.Cp.roh.(T132 - T131)
mit:
VpSK: Volumenstrom im Solarkreislauf
Cp: spezifische Wärmekapazität des Solarkreisfluids
Roh: spezifische Dichte des Solarkreisfluids.Preferred travel is the determination of the actual yield values in the time interval for the collector yield Q112 and for the yield of the solar circuit Q102 based on the measured inlet and outlet temperatures at the collector or on the heat exchanger and the measured solar circuit volume flow VpSK according to the equations:
Q112 = VpSK.Cp.roh. (T102 - T101)
Q102 = VpSK.Cp.roh. (T132 - T131)
With:
VpSK: volume flow in the solar circuit
Cp: specific heat capacity of the solar circuit fluid
Raw: specific density of the solar circuit fluid.

Durch die erfindungsgemäße Lösung und deren Weiterbildungen wird eine Funktions- und Ertragskontrolle nach Algorithmen auf der Basis von Vergleichen im betrachteten Zeitintervall z. B. eines Tages ermöglicht. Die in Abhängigkeit von der Me­ teorologie und der Last ermittelten Erwartungswerte werden mit den gemessenen IST-Werten für die Größen Kollektorertrag Q112 und für den Ertrag des Solarkreislaufs Q102 verglichen. Through the solution according to the invention and its further developments becomes a function and yield control according to algorithms on the basis of comparisons in the time interval under consideration z. B. one day. Depending on the me Theorology and the load are expected values with the measured actual values for the sizes of the collector yield Q112 and compared to the yield of the solar circuit Q102.  

Ergebnisse dieser Vergleichsanalysen auf der Basis täglicher Werte und/oder auf der Basis gleitender Mittelwerte ermögli­ chen eine umfassende Funktionskontrolle und Ertragsüberwa­ chung des Solarkreislaufs, die völlig unabhängig von seinen funktionalen Betriebsmesswerten erfolgt und die auf Grund ei­ ner explizite Berücksichtigung von allen erforderlichen mete­ orologischen Messwerten, den lastspezifischen Betriebsmess­ werten, den Kollektorparametern sowie der zwischen ihnen herrschenden Zusammenhänge universell einsetzbar ist.Results of these comparative analyzes based on daily Values and / or based on moving averages possible comprehensive function control and yield monitoring of the solar circuit, which is completely independent of its functional operational measured values and based on ei an explicit consideration of all necessary mete orological measured values, the load-specific operational measurement values, the collector parameters and the one between them prevailing relationships can be used universally.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung erläu­ tert.The invention is explained below with reference to the drawing tert.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Solarthermie-Anlage mit einer Überwachungseinrichtung, die das erfin­ dungsgemäße Verfahren ausführt, Fig. 1 schematically shows a solar thermal energy system with a monitoring device that executes the method according OF INVENTION dung,

Fig. 2 zeigt als Diagramm einen Tagesverlauf der Be­ strahlungsstärke, Fig. 2 is a diagram showing one day course of Be radiation intensity,

Fig. 3 zeigt als Diagramm denselben Tagesverlauf der Be­ strahlungsstärke wie Fig. 2 und markiert den nutzbaren Bereich, Fig. 3 shows the same diagram as hourly loading radiation intensity as FIG. 2 and marks the usable range,

Fig. 4 zeigt als Diagramm schematisch den Tagesverlauf der mittleren Kollektortemperatur und der Umge­ bungstemperatur, Fig. 4 is a diagram showing schematically the course of the day of the middle collector temperature and the surrounding ambient temperature,

Fig. 5 zeigt eine Präsentation einer dynamisierten In­ put/Output-Darstellung mit einem Verlauf der Be­ strahlungsstärke für zwei typische Tage "A" und "B", Fig. 5 shows a presentation of a dynamized in put / output representation with a gradient of Be irradiance for two typical daily "A" and "B",

Fig. 6 zeigt eine schematische Präsentation des Kollek­ tor-Stagnationsverhaltens, Fig. 6 is a schematic presentation showing the collector-gate stagnation behavior,

Fig. 7-10 zeigen schematisch ein Beispiel eines Flussdia­ gramms zur Ermittlung der Nutzbarkeitsbestrah­ lung, Fig. 7-10 schematically show an example of a program for determining the Flussdia Nutzbarkeitsbestrah lung,

Fig. 11 zeigt als Diagramm eine universelle Input/Output- Beziehung des solaren Ertrags als Funktion der solaren Einstrahlung, Fig. 11 is a diagram showing a universal input / output relationship of the solar yield as a function of solar irradiation,

Fig. 12 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Überwa­ chungseinrichtung für autarken Betrieb und Fig. 12 shows schematically a monitoring device according to the invention for self-sufficient operation and

Fig. 13 zeigt schematisch eine erfindungsgemäße Überwa­ chungseinrichtung bei Integration in eine DDC- gestützte Prozessleittechnik. Fig. 13 shows schematically a monitoring device according to the invention when integrated into a DDC-based process control technology.

Fig. 1 zeigt eine Solarthermieanlage, welche als Komponenten unter anderem einen Solarkollektor 10, einen Wärmetauscher 12, einen Wärmespeicher 14, Umwälzpumpen 16 und 18, ein Lei­ tungsnetz 20 für Solarkreisfluid sowie eine Überwachungsein­ richtung 22 und eine Vielzahl von Sensoren umfasst. Bei den Sensoren handelt es sich um Temperatursensoren 101 am Ein­ gang, 102 am Ausgang des Kollektors 10, Temperatursensoren 132 am Eingang und 131 am Ausgang des Wärmetauschers 12, ei­ nen Temperatursensor SL im unteren Bereich des Speichers, ei­ nen Temperatursensor 001 für die Außentemperatur, einen Strahlungssensor 0001 für die aktuelle Bestrahlungsstärke, einen Durchflussmesser SK im Kollektorkreislauf und einen Durchflussmesser KW im Verbraucherkreislauf. Sämtliche Senso­ ren sind mit der Überwachungseinrichtung 22 über Sensorlei­ tungen verbunden. Fig. 1 shows a solar thermal system, which includes as components, among other things, a solar collector 10 , a heat exchanger 12 , a heat accumulator 14 , circulating pumps 16 and 18 , a line network 20 for solar circuit fluid as well as a monitoring device 22 and a variety of sensors. The sensors are temperature sensors 101 at the input, 102 at the output of the collector 10 , temperature sensors 132 at the input and 131 at the output of the heat exchanger 12 , a temperature sensor SL in the lower region of the memory, a temperature sensor 001 for the outside temperature, a radiation sensor 0001 for the current irradiance, a flow meter SK in the collector circuit and a flow meter KW in the consumer circuit. All Senso ren are connected to the monitoring device 22 via sensor lines.

Im stationären Betrieb wird Solarkreisfluid im Kollektor 10 durch Solareinstrahlung erwärmt und mittels der Umwälzpumpe 16 durch den Wärmetauscher 12 gepumpt. An den Wärmetauscher 12 ist ein Speicherkreislauf angeschlossen, über den weiteres Solarkreisfluid mittels einer Umwälzpumpe 18 in einen Spei­ cher 14 gelangt. Hierbei kann es sich um einen Speicher für Brauchwasser handeln. Der Wärmetauscher 12 kann auch direkt in dem Speicher angeordnet sein. In stationary operation, solar circuit fluid in the collector 10 is heated by solar radiation and pumped through the heat exchanger 12 by means of the circulation pump 16 . A storage circuit is connected to the heat exchanger 12 , via the further solar circuit fluid by means of a circulating pump 18 into a storage 14 . This can be a storage tank for process water. The heat exchanger 12 can also be arranged directly in the store.

Die auf den Kollektor 10 einwirkende Solarbestrahlung ist ne­ ben anderen Faktoren abhängig von der Tageszeit. Fig. 2 zeigt ein Diagramm eines Tagesverlaufs der Bestrahlungsstärke G0001 an einem heiteren Tag im Sommer. Die Bestrahlungsstärke G0001 wächst morgens an, erreicht kurz nach Mittag ihren Höhepunkt und fällt abends wieder ab. Das Integral unter der Kurve der Bestrahlungsstärke G001 entspricht der Gesamtbestrahlung H100. Allerdings ist die Gesamtbestrahlung H100 nicht in vol­ lem Umfang für die Solarthermieanlage nutzbar. Eine Nutzung ist erst dann möglich, wenn der Solarkollektor 10 das im Speicher befindliche Solarkreisfluid über seine solare Last­ temperatur aufheizen kann.The solar radiation acting on the collector 10 is ne ben other factors depending on the time of day. Fig. 2 is a diagram showing the course of a day irradiance G0001 on a clear day in summer. The radiation intensity G0001 increases in the morning, peaks shortly after noon and drops again in the evening. The integral under the curve of the irradiance G001 corresponds to the total irradiation H100. However, the total irradiation H100 cannot be used to the full extent for the solar thermal system. A use is only possible when the solar collector 10 can heat the solar circuit fluid in the memory via its solar load temperature.

Fig. 3 zeigt als Diagramm denselben Tagesverlauf der Bestrah­ lungsstärke G001 wie Fig. 2 und markiert durch Schraffur den nutzbaren Bereich, der schmaler als die Gesamtkurve ist. Die Nutzbarkeitsbestrahlung H102 entspricht daher dem Integral unter der Kurve zwischen den Grenzen der Schraffur, nämlich der Zeitspanne DL. Diese ist definiert als die Summe der Zeitabschnitte, für die die Kollektortemperatur höher als die Temperatur der solaren Last ist. Fig. 3 shows a diagram of the same daily course of irradiation intensity G001 as Fig. 2 and marked by hatching the usable area, which is narrower than the overall curve. The usability radiation H102 therefore corresponds to the integral under the curve between the hatching limits, namely the time period DL. This is defined as the sum of the time periods for which the collector temperature is higher than the temperature of the solar load.

Fig. 4 zeigt als Diagramm schematisch den Tagesverlauf der mittleren Kollektortemperatur und der Umgebungstemperatur. Die mittlere Kollektortemperatur T100 ist dabei das arithme­ tische Mittel zwischen der Temperatur am Eingang und am Aus­ gang, also 1/2.(T101 + T102). Fig. 4 shows a diagram of the daily course of the average collector temperature and the ambient temperature. The mean collector temperature T100 is the arithmetic mean between the temperature at the inlet and at the outlet, i.e. 1/2. (T101 + T102).

Die mittlere Temperaturdifferenz DT ist dabei das Integral der einzelnen Zeitabschnitte mit der Temperaturdifferenz DTi.The mean temperature difference DT is the integral of the individual time segments with the temperature difference DT i .

Somit lautet die Gleichung
So the equation is

Fig. 5 zeigt eine Präsentation einer dynamisierten In­ put/Output-Darstellung mit einem Verlauf der Bestrahlungs­ stärke für zwei typische Tage "A" und "B". Zusätzlich wird im täglichen Verlauf der Bestrahlungsstärke G001(t) die tages­ spezifische Mindestbestrahlung Hmin für zwei typische Tage "A" und "B" schematisch dargestellt. Diese Darstellungen zeigen die unterschiedliche Größe der kreuzschraffierten, nicht nutzbaren Strahlungsdreiecke in Abhängigkeit vom täglichen Verlauf der Bestrahlungsstärke. Fig. 5 shows a presentation of a dynamic input / output representation with a course of the irradiance for two typical days "A" and "B". In addition, the daily specific minimum radiation H min for two typical days "A" and "B" is shown schematically in the daily course of the irradiance G001 (t). These representations show the different sizes of the cross-hatched, unusable radiation triangles depending on the daily course of the irradiance.

Bei dem Hauptdiagramm ist auf der X-Achse die tägliche Ge­ samtbestrahlung H100/A100 aufgetragen und auf der Y-Achse der tägliche Kollektoreintrag Q112. Input/Output-Geraden stellen den Zusammenhang zwischen der täglichen Gesamtbestrahlung und dem täglichen Kollektorertrag her. Die steilere durch den Ur­ sprung gehende Gerade stellt den verlustfreien Fall dar. Un­ ter Berücksichtigung optischer Verluste ergibt sich eine fla­ chere Ursprungsgerade. Die Steigung dieser Gerade entspricht dem Koeffizienten a1. Durch die dynamisierten a0-Werte, wel­ che den Schnitt der Geraden mit der Y-Achse für unterschied­ liche meteorologische Bedingungen darstellen, erfolgt für die Tage "A" und "B" eine unterschiedlich groß ausfallende Paral­ lelverschiebung -a1.Hmin,A bzw. -a1.Hmin,B. Diese Parallelver­ schiebung gibt an, um wie viel die jeweiligen täglichen Er­ träge um den Betrag der effektiv absorbierten, nicht nutzba­ ren Bestrahlung geringer ausfallen als die absorbierte Ge­ samtbestrahlung a1.H100. Der Betrag dieser Parallelverschie­ bung isst proportional der jeweiligen Schraffur der Verlust­ dreieckes in den Darstellungen der Bestrahlungsstärke G001(t) für den Tag "A" und für den Tag "B", jeweils dargestellt als Hmin,A bzw. Hmin,B.In the main diagram, the daily total irradiation H100 / A100 is plotted on the X axis and the daily collector entry Q112 on the Y axis. Input / output lines establish the connection between the daily total irradiation and the daily collector yield. The steeper straight line through the origin represents the loss-free fall. Taking optical losses into account, there is a flatter straight line of origin. The slope of this straight line corresponds to the coefficient a 1 . The dynamized a 0 values, which represent the intersection of the straight line with the Y axis for different meteorological conditions, result in a differently occurring parallel shift -a 1 .H min for days "A" and "B" , A or -a 1 .H min, B. This parallel shift specifies by how much the respective daily yields are lower by the amount of effectively absorbed, unusable radiation than the total radiation absorbed a 1 .H100. The amount of this parallel displacement is proportional to the hatching of the loss triangle in the representations of the irradiance G001 (t) for day "A" and for day "B", each represented as H min, A and H min, B , respectively.

Aus Übersichtsgründen wurde auf eine Darstellung der tägli­ chen Wärmeverluste DT.DL verzichtet. Wegen des negativen Vor­ zeichens von a2 würde der tägliche Kollektorertrag um den Wert a2.DT.DL unterhalb der jeweiligen Input/Output-Geraden zu liegen kommen.For reasons of clarity, the daily heat losses DT.DL are not shown. Because of the negative sign of a 2 , the daily collector yield would be a 2 .DT.DL below the respective input / output straight line.

Fig. 6 zeigt eine schematische Präsentation des Kollektor- Stagnationsverhaltens und insbesondere den Vergleich der Kol­ lektor-Stagnationstemperatur TC(t) mit der solaren Lasttempe­ ratur TSL(t) zur Ermittlung der Nutzbarkeitsbestrahlung H102. Unten links ist zunächst eine verkleinerte Darstellung des Diagramms gezeigt, in der die Bestrahlungsstärke G001(t) dar­ gestellt ist. Das Hauptdiagramm enthält hingegen den Tempera­ turverlauf über der Zeit. In der Zeichnung bedeuten TCO die Starttemperatur, TC(t) die Kollektor-Stagnationstemperatur, T∞j(i) die nach der Aufheizzeit erreichte Endtemperatur und TSL(i) die solare Lasttemperatur. Fig. 6 is a schematic presentation of the collector stagnation shows behavior and in particular the comparison of the Kol lecturer stagnation temperature T C (t) with the solar load Tempera ture T SL (t) for determining the usability irradiation H102. At the bottom left, a reduced representation of the diagram is shown, in which the irradiance G001 (t) is shown. The main diagram, on the other hand, contains the temperature curve over time. In the drawing, T C O means the start temperature, T C (t) the collector stagnation temperature, T ∞ j (i) the end temperature reached after the heating up time and T SL (i) the solar load temperature.

Dargestellt sind drei Zeitelemente i, j und x und die Indizes der Grenztemperatur und der solaren Lasttemperatur entspre­ chen diesen Indizes. Im Zeitelement i liegt die Grenztempera­ tur T∞(i) unterhalb der solaren Lasttemperatur TSL(i). Da­ durch erreicht die Kollektortemperatur TC(t) nie die solare Lasttemperatur TSL(i) und kann daher nicht zu einer Erwärmung beitragen. Im Zeitelement j liegt die Grenztemperatur T∞(j) oberhalb der solaren Lasttemperatur TSL(j). Nach einer Zeit tx überschreitet die Kollektor-Stagnationstemperatur TC(t) die solare Lasttemperatur TSL(j), wonach eine Nutzung der vom Kollektor eingebrachten Wärme möglich ist. Das Zeitelement x zeigt schließlich eine Phase der Abkühlung, bei der die Kol­ lektor-Stagnationstemperatur TC(t) die solare Lasttemperatur TSL(x) von oben her schneidet und schließlich die Grenztempe­ ratur T∞(x) annimmt.Three time elements i, j and x are shown and the indices of the limit temperature and the solar load temperature correspond to these indices. In the time element i, the limit temperature T ∞ (i) is below the solar load temperature T SL (i). As a result, the collector temperature T C (t) never reaches the solar load temperature T SL (i) and therefore cannot contribute to heating. In the time element j, the limit temperature T ∞ (j) lies above the solar load temperature T SL (j). After a time t x , the collector stagnation temperature T C (t) exceeds the solar load temperature T SL (j), after which use of the heat introduced by the collector is possible. The time element x finally shows a phase of cooling, in which the collector stagnation temperature T C (t) intersects the solar load temperature T SL (x) from above and finally adopts the limit temperature T ∞ (x).

Der Temperaturverlauf TC(t) folgt der Lösung der Kollektor­ differenzialgleichung für den ausgeschalteten Betrieb, die von der effektiven Bestrahlungsstärke unter Berücksichtigung des Einfallwinkels, der Außentemperatur, der Starttemperatur sowie dem Kollektorwirkungsgradkoeffizienten abhängt. Ab dem Zeitpunkt tx im Zeitelement j kann eine Integration der nutz­ baren Bestrahlungsstärke erfolgen, die bis in das Zeitelement x hineinreicht, an der die Kollektor-Stagnationstemperatur TC(t) wieder die solare Lasttemperatur TSL(x) schneidet. Damit ergibt sich die Nutzbarkeitsbestrahlung H102 als
The temperature curve T C (t) follows the solution of the collector differential equation for switched-off operation, which depends on the effective irradiance taking into account the angle of incidence, the outside temperature, the starting temperature and the coefficient of collector efficiency. From the time t x in the time element j, the usable irradiance can be integrated, which extends into the time element x, at which the collector stagnation temperature T C (t) again intersects the solar load temperature T SL (x). This results in the usability radiation H102 as

für TC(t) < TSL(t) for T C (t) <T SL (t)

Aus der Darstellung wird deutlich, dass die Integrationsgren­ zen für die Bestimmung der täglichen Nutzbarkeitsbestrahlung sowie deren Dauer stark vom Verlauf der Bestrahlungsstärke, vom Verlauf der solaren Lasttemperatur TSL(t) sowie der Kol­ lektorcharakteristik abhängen.It is clear from the illustration that the integration limits for determining the daily usability radiation and its duration depend strongly on the course of the irradiance, on the course of the solar load temperature T SL (t) and on the collector characteristic.

Fig. 7 zeigt ein Beispiel eines Flussdiagramms zur Ermittlung der Nutzbarkeitsbestrahlung H102. Dieses Flussdiagramm stellt logische Verknüpfungen der in Fig. 6 dargestellten Abhängig­ keiten dar und ermöglicht damit eine rechnergestützte Verar­ beitung. Fig. 7 shows an example of a flowchart for determining the usability irradiation H102. This flowchart represents logical links of the dependencies shown in FIG. 6 and thus enables computer-aided processing.

Bei dem Diagramm in Fig. 7 wird nach Initialisierung unter Berücksichtigung von Schalthysterese, solarer Lasttemperatur und Einstrahlungswinkelkorrektur abgefragt, ob die Grenztem­ peratur T∞ kleiner, gleich oder größer als die Starttempera­ tur TC0 ist. Entsprechend dem Ergebnis dieser Entscheidung wird nach 1, 2 oder 3 verzweigt.In the diagram in FIG. 7, after initialization taking into account switching hysteresis, solar load temperature and irradiation angle correction, the question is asked whether the limit temperature T ∞ is less than, equal to or greater than the start temperature T C 0. Depending on the result of this decision, a branch is made to 1 , 2 or 3 .

Bei 3 wird die Phase der Aufheizung betrachtet. Dies ist in Fig. 8 dargestellt. Zunächst wird geprüft, ob die Grenztempe­ ratur T∞ größer als die solare Lasttemperatur TSL ist. Ist dies der Fall, wird anschließend geprüft, ob der Kollektor eingeschaltet ist. Ist dies der Fall, wird die Nutzbarkeits­ bestrahlung H102 integriert.At 3 the heating phase is considered. This is shown in Fig. 8. First, it is checked whether the limit temperature T ∞ is greater than the solar load temperature T SL . If this is the case, it is then checked whether the collector is switched on. If this is the case, the usability radiation H102 is integrated.

Ist dagegen der Kollektor nicht eingeschaltet, wird die Ver­ zögerungszeit zum Einschalten tx berechnet, ist die Verzöge­ rungszeit kleiner als die Länge des Zeitelements, wird im Zeitelement eingeschaltet, und es folgt eine Teilintegration innerhalb des Zeitelements. Ist die Verzögerungszeit tx grö­ ßer als das Zeitelement, wird nicht im Zeitelement, sondern später eingeschaltet. Im Zeitelement hingegen ist die Nutz­ barkeitsbestrahlung H102 gleich Null. Gleiches gilt auch, wenn bei der ersten Entscheidung festgestellt wird, dass die Grenztemperatur T∞ nicht größer als die solare Lasttemperatur TSL ist.If, on the other hand, the collector is not switched on, the delay time for switching on t x is calculated, the delay time is less than the length of the time element, is switched on in the time element, and partial integration follows within the time element. If the delay time t x is greater than the time element, it is switched on not later in the time element but later. In the time element, however, the usability radiation H102 is zero. The same applies if it is determined in the first decision that the limit temperature T ∞ is not greater than the solar load temperature T SL.

Im Verarbeitungszweig 2, der in Fig. 9 dargestellt ist, wird der stationäre Betrieb betrachtet. Hierzu wird geprüft, ob die Kollektoranfangstemperatur größer oder gleich der solaren Lasttemperatur TSL ist. Trifft das zu, wird die Nutzbarkeits­ bestrahlung H102 integriert, im anderen Fall nicht integ­ riert. In the processing branch 2 , which is shown in FIG. 9, the stationary operation is considered. For this purpose, it is checked whether the collector start temperature is greater than or equal to the solar load temperature T SL . If this is the case, the usability radiation H102 is integrated, otherwise it is not integrated.

Im Verarbeitungszweig 1 wird schließlich die Abkühlung be­ trachtet. Dies ist in Fig. 10 dargestellt. Dabei wird ge­ prüft, ob die Grenztemperatur T∞ kleiner der solaren Lasttem­ peratur TSL ist. Ist dies nicht der Fall, wird die Nutzbar­ keitsbestrahlung H102 integriert, d. h. es handelt sich um einen Nachlauf, in dem der Kollektor noch warm genug ist. Ist die Grenztemperatur T∞ kleiner als die solare Lasttemperatur TSL, wird als nächstes entschieden, ob der Kollektor ein- oder ausgeschaltet ist. Ist er ausgeschaltet, erfolgt keine Integration der Nutzbarkeitsbestrahlung H102 mehr. Ist der Kollektor noch eingeschaltet, erfolgt die Berechnung von tx. Ist tx kleiner als das aktuelle Zeitelement, erfolgt eine Teilintegration. Ist tx größer oder gleich dem aktuellen Zeitelement, wird die Nutzbarkeitsbestrahlung H102 integ­ riert.In processing branch 1 , cooling is finally considered. This is shown in Fig. 10. It is checked whether the limit temperature T ∞ is less than the solar load temperature T SL . If this is not the case, the usability radiation H102 is integrated, ie it is a wake in which the collector is still warm enough. If the limit temperature T ∞ is lower than the solar load temperature T SL , the next decision is whether the collector is switched on or off. If it is switched off, the usability radiation H102 is no longer integrated. If the collector is still switched on, t x is calculated. If t x is smaller than the current time element, partial integration takes place. If t x is greater than or equal to the current time element, the usability radiation H102 is integrated.

Für die vorerwähnte solare Lasttemperatur TSL wird eine per­ manente Überwachung vorgenommen. Als Referenz können entweder prognostizierte, fest vorgegebene Referenzwerte TSR_fix oder dynamisch bestimmte TSL-Referenzwerte TSR_dyn verwendet wer­ den. Letztere können anhand von TSL-Referenzwertecharakter­ istiken in Abhängigkeit aktueller Betriebsmesswerte und Peri­ oden festgelegt werden.Permanent monitoring is carried out for the aforementioned solar load temperature T SL . Either predicted, predefined reference values T SR _fix or dynamically determined T SL reference values T SR _dyn can be used as a reference. The latter can be determined on the basis of T SL reference value characteristics depending on current operating measured values and periods.

Als prognostizierte, fest vorgegebene Referenzwerte TSR_fix für die solare Lasttemperatur kommen konstante oder zeitlich variable Werte in Betracht, die dem Anlagenzweck und dem Be­ trieb des konventionellen Anlagenteils entsprechen und die Erträge der Solaranlagen berücksichtigen müssen.The predicted, predefined reference values T SR _fix for the solar load temperature are constant or variable values that correspond to the purpose of the system and the operation of the conventional system section and must take into account the yields of the solar systems.

Beispiele für konstante Werte sind typische minimale oder ma­ ximale Temperaturen des konventionellen Anlagenteils, die an der Schnittstelle zur Solaranlage typischerweise auftreten können. Im Falle einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung entsprechen sie im unteren Bereich des Wasserspeichers den Werten der Kaltwassertemperatur bzw. der in der Nachheizung vorgesehenen Nachheiztemperatur. Ferner können hier auch ty­ pische Tagesmittelwerte als TSL-Referenzwerte aus den Simula­ tionsrechnungen des Planungsstadiums verwendet werden.Examples of constant values are typical minimum or maximum temperatures of the conventional system part, which can typically occur at the interface to the solar system. In the case of a solar system for hot water preparation, they correspond to the values of the cold water temperature or the post-heating temperature provided in the post-heating in the lower area of the water tank. Typical daily mean values can also be used here as T SL reference values from the simulation calculations at the planning stage.

Als typische Zeitverlaufsprofile prognostizierter TSL- Referenzwerte kommen z. B. über die Tage eines Monats oder Jahres gemittelte Tagesprofile auf der Basis mittlerer Stun­ denwerte in Betracht. As typical time profile profiles of predicted T SL reference values, e.g. For example, daily profiles averaged over the days of a month or year on the basis of average hourly values.

Alternativ zu einer Überwachung der Betriebsmesswerte der so­ laren Lasttemperatur anhand prognostizierter, fest vorgegebe­ ner TSL-Referenzwerte kann eine TSL-Überprüfung auch anhand von aktuellen, dynamisch bestimmten TSL-Referenzwerten TSR-dyn anhand funktionaler Abhängigkeiten erfolgen. Derartige TSL- Referenzwerte TSR_dyn können auf der Basis charakteristischer Kennwerte z. B. anhand der im folgenden genannten Verfahren ermittelt werden. Die dabei aufgeführten unabhängigen Variab­ len gelten als beispielhafte Auflistung und sind dem konkre­ ten Anlagentyp im Einzelfall bestimmungsgemäß anzupassen. Das gleiche gilt für die hierfür erforderlichen Messwerteaufneh­ mer, z. B. für eine Solarwarmwasseranlage. Hier gelten für ein Regressionsverfahren TSR_dyn = F (H100, H102, Q112, Last). Für ein Energiebilanzverfahren gelten TSR_dyn = F (H100, H102, Q112, Nachheizenergie, Last).As an alternative to monitoring the operational measured values of the solar load temperature on the basis of predicted, predefined T SL reference values, a T SL check can also be carried out on the basis of current, dynamically determined T SL reference values T SR -dyn based on functional dependencies. Such T SL reference values T SR _dyn can be based on characteristic parameters such. B. can be determined using the method mentioned below. The independent variables listed here are an exemplary list and must be adapted to the specific system type in individual cases. The same applies to the measurement readers required for this purpose, e.g. B. for a solar hot water system. Here apply for a regression method T SR _dyn = F (H100, H102, Q112, Last). For an energy balance procedure, T SR _dyn = F (H100, H102, Q112, post-heating energy, load) apply.

Ferner können Fuzzilogikverfahren eingesetzt werden, durch die in Ergänzung zu den vorgenannten Regressions- und Ener­ giebilanzverfahren betriebstypische Betriebswertebereiche be­ rücksichtigt werden können. Treten bei der Überwachung der Betriebsmesswerte der solaren Lasttemperatur unzulässige TSL- Abweichungen auf, also sind die TSL-Abweichungen größer als im Vorfeld zu vereinbarende Toleranzgrenzen, so kann eine Minderertragsanalyse dadurch erfolgen, dass den entsprechen­ den Algorithmen zur Ertragsberechnung, wie Q112 und Q102 an­ statt der aktuellen TSL-Betriebsmesswerte, TSL- Erwartungswerte, eingesetzt werden.Furthermore, fuzzy logic processes can be used, which can be used to take into account the typical operating value ranges in addition to the aforementioned regression and energy balance processes. Occur in the monitoring of the measured operating values of the solar load temperature impermissible T SL - deviations, so the T SL -deviations are greater than in the run to be agreed tolerance limits, so a reduced yield analysis can be done in that the corresponding algorithms for yield calculation as Q112 and Q102 instead of the current T SL operating measured values, T SL - expected values.

Fig. 11 zeigt einen Soll/Ist-Wertvergleich täglicher Solarer­ träge. Die Darstellung entspricht weitgehend Fig. 5, wobei sich die Ist- und Sollwerte üblicherweise in einem Bereich befinden, der bezogen auf Fig. 5 um den Betrag der thermi­ schen Verluste im Betrieb d. h. a2.DT.DL unterhalb der beiden Geraden A und B liegt. In Fällen, in denen ein Istwert außer­ halb dieses Bandes liegt, könnte eine Funktionsstörung vor­ liegen. Dies ist anhand eines Ausreißers in Fig. 11 darge­ stellt. Fig. 11 shows a target / actual value comparison of daily solar slows. The representation largely corresponds to FIG. 5, the actual and target values usually being in a range which, based on FIG. 5, is below the two straight lines A and B by the amount of thermal losses during operation, ie a 2 lies. In cases where an actual value is outside this band, there could be a malfunction. This is illustrated by an outlier in Fig. 11 Darge.

Zum Vergleich der Soll- und Istwerte müssen diese mittels der Überwachungseinrichtung berechnet werden. Als Istwerte können der Solarkreislaufertrag Q102 oder der Kollektorertrag Q112 ermittelt werden. Beide Ertragswerte stehen in der Beziehung Q102 = Q112 - QVERL, SK, wobei dies die Solarkreislaufverlus­ te sind. Die Ermittlung der Größe QVERL, SK erfolgt dabei in Abhängigkeit täglicher Betriebswerte, wie z. B. Betriebstem­ peraturdifferenz, Betriebsdauer und täglich integriertem Hub der Solarkreisbetriebstemperatur sowie geeigneter, effektiver Solarkreiskoeffizienten für Transmissionsverluste und Kapazi­ tätsverluste, die z. B. anhand von Regressionsansätzen unter Verwendung simulierter Daten der Anlagenplanung bestimmt wer­ den.To compare the setpoints and actual values, these must be compared using the Monitoring device can be calculated. As actual values can the solar cycle yield Q102 or the collector yield Q112 be determined. Both earnings values are related Q102 = Q112 - QVERL, SK, this being the solar circuit loss te are. The size QVERL, SK is determined in Dependence on daily operating values, such as B. Operating tem  temperature difference, operating time and daily integrated stroke the solar circuit operating temperature as well as more suitable, effective Solar circuit coefficients for transmission losses and capaci losses of z. B. based on regression approaches The use of simulated plant planning data determines who the.

Der Kollektorertrag kann gemessen werden durch Multiplikation des Volumenstroms im Solarkreislauf VPSK mit der spezifischen Wärmekapazität des Solarkreisfluids CP und der spezifischen Dichte des Solarkreisfluids ROH multipliziert mit der Tempe­ raturdifferenz zwischen dem Ausgang und dem Eingang T102 - T101.The collector yield can be measured by multiplication of the volume flow in the solar circuit VPSK with the specific Heat capacity of the solar circuit fluid CP and the specific Density of the solar circuit fluid ROH multiplied by the temperature rature difference between the output and the input T102 - T101.

Analog berechnet sich der Solarkreislaufertrag mit dem dort vorherrschenden Volumenstrom, der spezifischen Wärmekapazität des Solarkreisfluids, der spezifischen Dichte des So­ larkreisfluids und der Temperaturdifferenz am Wärmetauscher zwischen Ausgang und Eingang T132 - T131.The solar cycle yield is calculated in the same way as that there prevailing volume flow, the specific heat capacity of the solar circuit fluid, the specific density of the So Larkkreisfluids and the temperature difference at the heat exchanger between output and input T132 - T131.

Der Sollwert der Solarerträge kann berechnet werden gemäß der Gleichung Q112 = -a1'.Hmin' + a1'.H100/A100 + a2'.DT.DL oder nach der Gleichung Q112 = a1.H102/A100 + a2.DT.DL. The target value of the solar yields can be calculated according to the equation Q112 = -a 1 '.H min ' + a 1 '.H100 / A100 + a 2 ' .DT.DL or according to the equation Q112 = a 1 .H102 / A100 + a 2 .DT.DL.

Dabei ist Q112 der Kollektorertrag im Zeitintervall, hier al­ so innerhalb eines Tages. H100/A100 ist die Gesamtbestrahlung auf die Kollektorebene innerhalb eines Tages. Entsprechende Erläuterungen zu H100 finden sich in der Beschreibung zu Fig. 2.Q112 is the collector yield in the time interval, here al so within one day. H100 / A100 is the total radiation at the collector level within a day. Corresponding explanations for H100 can be found in the description of FIG. 2.

A100 ist dabei die Kollektorfläche in Quadratmetern. Zur Be­ rechnung von DT wird auf die Erläuterungen zu Fig. 4 verwie­ sen. Zur Bestimmung von DL wird auf die Erläuterungen zu Fig. 3 und Fig. 6 verwiesen. Die Bestimmung von Hmin' erfolgt nach der Gleichung (H100 - H102)/A100, wobei zur Bestimmung von H102 auf die Erläuterungen zu Fig. 6 verwiesen wird.A100 is the collector area in square meters. For the calculation of DT, reference is made to the explanations relating to FIG. 4. For the determination of DL is made to the notes to Fig. 3 and Fig. 6. H min 'is determined using the equation (H100-H102) / A100, reference being made to the explanations for FIG. 6 for determining H102.

Zur Bestimmung der Regressionskoeffizienten a1' und a2' wird auf die Erläuterungen zu Fig. 5 verwiesen, wobei der Koeffi­ zient a1 die Steigung der Input/Output-Geraden darstellt.To determine the regression coefficients a 1 'and a 2 ', reference is made to the explanations relating to FIG. 5, the coefficient a 1 representing the slope of the input / output straight line.

Bei der alternativen Lösung mit den Koeffizienten a1 und a2 stellt a1 einen effektiven optischen Konversionskoeffizienten unter Verwendung der Kollektortestkoeffizienten nach DIN ISO und Berücksichtigung der täglich effektiven Strahlungsein­ fallskorrekturwerte in Abhängigkeit von Kollektorparametern, Kollektorausrichtung und Betriebstemperatur sowie Betriebs­ dauer. a2 stellt den effektiven Kollektorwärmeverlustkennwert unter Verwendung der Kollektortestkoeffizienten nach DIN ISO und Berücksichtigung der Betriebstemperatur und Umgebungs­ lufttemperatur dar. Dabei werden die effektiven Kollektorko­ effizienten anhand von Simulationsrechnungen gegebenenfalls mit jahreszeitlichen Korrekturbeiwerten ermittelt und dauer­ haft in der Überwachungseinrichtung gespeichert. Hieraus er­ gibt sich ferner die Möglichkeit des Einsatzes zu Abnahmemes­ sungen sowie einer zusätzlichen Kontrolle bei der Bestimmung der Regressionskoeffizienten.In the alternative solution with the coefficients a 1 and a 2 , a 1 represents an effective optical conversion coefficient using the collector test coefficients according to DIN ISO and taking into account the daily effective radiation correction values depending on collector parameters, collector orientation and operating temperature as well as operating time. a 2 represents the effective collector heat loss characteristic value using the collector test coefficients according to DIN ISO and taking into account the operating temperature and ambient air temperature. The effective collector coefficients are determined on the basis of simulation calculations, if necessary with seasonal correction factors, and permanently saved in the monitoring device. This also gives it the option of being used for acceptance measurements and an additional check when determining the regression coefficients.

Fig. 12 zeigt ein Blockschaltbild für eine autarke Überwa­ chungseinrichtung. Die Überwachungseinrichtung umfasst eine CPU mit einem Programmspeicher, einem temporären Datenspei­ cher, einem Massenspeicher, einem AD-Wandler für die Signal­ eingänge der Sensoren, einem Display, einer Datenausgabe und einer RS232-Schnittstelle, Daran kann ein Algorithmus- Interface angeschlossen werden, dass zum Geräte und Algorith­ mus-Test dient. Fig. 12 shows a block diagram for an autonomous monitoring device. The monitoring device comprises a CPU with a program memory, a temporary data memory, a mass memory, an AD converter for the signal inputs of the sensors, a display, a data output and an RS232 interface. An algorithm interface can be connected to it for Device and algorithm serves mus test.

Die an die Überwachungseinrichtung angeschlossenen Sensoren übermitteln ihre Signale zum AD-Wandler, der digitale Sensor­ daten in den temporären Datenspeicher übermittelt. Mittels der CPU können nun anhand von Überwachungsprogrammen mit im Programmspeicher gespeicherten Algorithmen die Erträge hin­ sichtlich Ist- und Sollwert ermittelt und miteinander vergli­ chen werden.The sensors connected to the monitoring device transmit their signals to the AD converter, the digital sensor  data is transferred to the temporary data storage. through the CPU can now use monitoring programs with im Program memory stored algorithms the returns Obviously the actual and target values are determined and compared will be.

Mittels der RS232-Schnittstelle können Ergebnisse der Messun­ gen zu einer daran anschließbaren Algorithmus-Interface- Einheit übermittelt werden. Durch einen darin ablaufenden Test-Algorithmus können die in der Einrichtung implementier­ ten Algorithmen und ihre bestimmungsgemäße Funktion getestet und in einen Ergebnisspeicher eingeschrieben werden. Außerdem steht ein Speicher mit Testdatensätzen zur Verfügung, die entweder über die RS232-Schnittstelle in die Überwachungsein­ richtung übertragen werden können oder in einer Auswerteein­ richtung für erwartete Testergebnisse mit den von der Überwa­ chungseinrichtung stammenden Ergebnissen verglichen werden können.Using the RS232 interface, results of the measurement to a connectable algorithm interface Unit are transmitted. By one running in it Test algorithm can be implemented in the facility tested algorithms and their intended function and be written into a result memory. Moreover there is a memory with test data sets available either in the monitoring via the RS232 interface direction can be transferred or in an evaluation direction for expected test results with those of the supervisor results are compared can.

Fig. 13 zeigt eine Integration der Überwachungseinrichtung in eine DDC-gestützte Prozessorleittechnik. Dabei sind die Kom­ ponenten der dezentralen Messerfassungs- und Aufbereitungsmo­ dule als IOC-DDC-Unterstation mit Sensoren für Last, Solar­ kreis und Meteorologie über weitere DDC-Unterstationen mit einem zentralen DDC-Leitrechner über ein Netzwerk verbunden. Die Funktion der Messwertverarbeitung und Analyse nach den Verfahrensalgorithmen sowie die Anzeige und die Datenkommuni­ kation erfolgt dann in einem Leitrechner. Dadurch können bei großen Anlagen erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden, da sich zusätzliche Investitionen auf die dezentrale Mess­ werterfassungskomponenten beschränken, während die Verarbei­ tung im meist ohnehin vorhandenen Leitrechner erfolgt. Fig. 13 shows an integration of the monitoring device in a DDC-assisted processor control system. The components of the decentralized measurement and preparation modules are connected as an IOC DDC substation with sensors for load, solar circuit and meteorology via further DDC substations to a central DDC master computer via a network. The function of measured value processing and analysis according to the process algorithms as well as the display and data communication is then carried out in a master computer. This enables considerable cost savings to be achieved for large systems, since additional investments are limited to the decentralized measured value acquisition components, while processing takes place in the host computer, which is usually already available.

Mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung gelingt es, die Be­ rechnung der Nutzbarkeitsbestrahlung und der Dauer der Nutz­ barkeitsbestrahlung gegenüber dem Stand der Technik unabhän­ gig von funktionalen Betriebsmesswerten des Solarkreislaufs durchzuführen. So ist eine Überwachung des Pumpstatus, wie noch bei [2] noch erforderlich, hier nicht mehr nötig.With the configuration according to the invention, the loading calculation of usability radiation and duration of use Irradiance independent of the prior art gig of functional operational measurements of the solar circuit perform. So monitoring the pump status is like still necessary with [2], no longer necessary here.

Claims (5)

1. Verfahren zur Überwachung des Ertrags von Solarthermie­ anlagen durch Sollwert/Istwert-Vergleich der Solarerträge, wobei der Istwert durch eine Volumenstrom- und Temperaturdif­ ferenzmessung des eingesetzten Wärmeträgers und der Sollwert durch Ermittlung der solaren Strahlungsenergie durch eine multilineare Eingangs-/Ausgangs-Regressionsbeziehung über ein vorgegebenes Zeitintervall bestimmt werden, dadurch gekenn­ zeichnet, dass als multilineare Eingangs/Ausgangs- Regressionsbeziehung für die Ermittlung des Sollwertes der Solarerträge eine der folgenden Gleichungen ausgewertet wer­ den:
a)
q112 = -a1'.Hmin' + a1'.H100/A100 + a2'.DT.DL
mit:
q112: Kollektorertrag kWh/(m2d) im Zeitintervall
H100/A100: Gesamtbestrahlung auf die Kollektorebene kWh/(m2d) im Zeitintervall
DT: mittlere Differenz zwischen Kollektor- und Au­ ßentemperatur im Zeitintervall
DL: Kollektor - Nutzungsdauer (h)
A100: Kollektorfläche m2
Hmin': effektiv absorbierte, nicht nutzbaren Bestrah­ lung im Zeitintervall mit:
Hmin' - (H100 - H102)/A100
H100/A100: Gesamtbestrahlung auf die Kollektorebene kWh/(m2d) im Zeitintervall
H102/A100: bewertete Nutzbarkeitsbestrahlung auf die Kol­ lektorebene kwh/(m2d) im Zeitintervall nach aktuellen meteorologischen, bestrahlungs-, lasts- und energiebilanzspezifischen Kriterien
a1', a2': Regressionskoeffizienten, welche durch Simula­ tionsrechnungen für typische Betriebes- und Klimabedingungen über mehrere vergangene Zeit­ räume ermittelt werden, oder
b)
q112 = a1.H102/A100 + a2.DT.DL
mit:
q112: Kollektorertrag kWh/(m2d) im Zeitintervall
H100/A100: Gesamtbestrahlung auf die Kollektorebene kWh/ (m2d) im Zeitintervall
DT: mittlere Differenz zwischen Kollektor- und Au­ ßentemperatur im Zeitintervall
DL: Kollektor - Nutzungsdauer (h)
A100: Kollektorfläche m2
H100/A100: Gesamtbestrahlung auf die Kollektorebene kWh/(m2d) im Zeitintervall
H102/A100: bewertete Nutzbarkeitsbestrahlung auf die Kol­ lektorebene kWh/(m2d) im Zeitintervall nach aktuellen meteorologischen, bestrahlungs-, lasts- und energiebilanzspezifischen Kriterien
a1: effektiver optischer Kollektorkennwert
a2: effektiver Kollektorwärmeverlustkennwert, wel­ che beide durch Simulationsrechnungen für ty­ pische Betriebes- und Klimabedingungen über mehrere vergangene Zeiträume ermittelt werden.1.Procedure for monitoring the yield of solar thermal systems by comparing the setpoint / actual value of the solar yields, the actual value using a volume flow and temperature difference measurement of the heat transfer medium and the setpoint by determining the solar radiation energy using a multilinear input / output regression relationship a predetermined time interval can be determined, characterized in that one of the following equations is evaluated as a multilinear input / output regression relationship for determining the target value of the solar yields:
a)
q112 = -a 1 '.H min ' + a 1 '.H100 / A100 + a 2 ' .DT.DL
With:
q112: collector yield kWh / (m 2 d) in the time interval
H100 / A100: total radiation at the collector level kWh / (m 2 d) in the time interval
DT: mean difference between collector and outside temperature in the time interval
DL: collector - service life (h)
A100: collector area m 2
H min ': effectively absorbed, unusable radiation in the time interval with:
H min '- (H100 - H102) / A100
H100 / A100: total radiation at the collector level kWh / (m 2 d) in the time interval
H102 / A100: Rated usability radiation at the collector level kwh / (m 2 d) in the time interval according to current meteorological, radiation, load and energy balance-specific criteria
a 1 ', a 2 ': regression coefficients, which are determined by simulation calculations for typical operating and climatic conditions over several past periods, or
b)
q112 = a 1 .H102 / A100 + a 2 .DT.DL
With:
q112: collector yield kWh / (m 2 d) in the time interval
H100 / A100: total radiation at the collector level kWh / (m 2 d) in the time interval
DT: mean difference between collector and outside temperature in the time interval
DL: collector - service life (h)
A100: collector area m 2
H100 / A100: total radiation at the collector level kWh / (m 2 d) in the time interval
H102 / A100: Rated usability radiation at the collector level kWh / (m 2 d) in the time interval according to current meteorological, radiation, load and energy balance-specific criteria
a 1 : effective optical collector characteristic
a 2 : Effective collector heat loss characteristic value, both of which are determined by simulation calculations for typical operating and climatic conditions over several past periods. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die bewertete Nutzbarkeitsbestrahlung im Zeitintervall nach der Gleichung:
H102 = Σ(G001(t).Δt)
ermittelt wird mit:
G001(t): zeitabhängige Bestrahlungsstärke
i: Zeitelement Δt: nutzbare Zeitdifferenz, bei der die Bedingung gilt:
Tc(t)<TSL(t)
mit:
Tc(t): Kollektorstagnationstemperatur
TSL(t): solare Lasttemperatur2. The method according to claim 1, characterized in that the evaluated usability radiation in the time interval according to the equation:
H102 = Σ (G001 (t) .Δt)
is determined with:
G001 (t): time-dependent irradiance
i: time element Δt: usable time difference where the condition applies:
T c (t) <T SL (t)
With:
T c (t): collector stagnation temperature
T SL (t): solar load temperature 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die solare Lasttemperatur TSL(t) obere und untere Grenz­ werte einer solaren Referenztemperatur TRL(t) eingesetzt wer­ den, die entweder nach vorausgegangenen Messungen prognosti­ ziert und fest vorgegeben werden oder dynamisch in Abhängig­ keit aktueller Betriebsmesswerte und Messperioden ermittelt werden.3. The method according to claim 2, characterized in that for the solar load temperature T SL (t) upper and lower limit values of a solar reference temperature T RL (t) are used who are either predicted and predefined according to previous measurements or fixed or dynamic depending on the current operating measured values and measuring periods. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, dass Ertrag des Solarkreislaufs beim Eintritt in einen primären Solarwärmetauscher oder einen Solarspeicher als Differenz zwischen dem Kollektorertrag und den Wärmever­ lusten des Solarkreislaufs ermittelt wird gemäß der Glei­ chung:
Q102 = Q112 - Qverl,Sk
mit
Q102: Ertrag des Solarkreislaufs beim Eintritt in den primären Solarwärmetauscher
Q112: Ertrag des Kollektorfelds
Qverl,Sk: Wärmeverluste des Solarkreislaufs,
wobei die Wärmeverluste des Solarkreislaufs anhand effektiver Koeffizienten für Transmissionsverluste und Kapazitätsverlus­ te und Betriebswerte in zurückliegenden Zeitintervallen durch Simulationsverfahren und/oder Regressionsansätzen ermittelt werden.4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the yield of the solar circuit when entering a primary solar heat exchanger or a solar storage is determined as the difference between the collector yield and the heat losses of the solar circuit according to the equation:
Q102 = Q112 - Qverl, Sk
With
Q102: Yield of the solar circuit when entering the primary solar heat exchanger
Q112: yield of the collector field
Qverl, Sk: heat loss from the solar circuit,
whereby the heat losses of the solar circuit are determined on the basis of effective coefficients for transmission losses and capacity losses and operating values in past time intervals by simulation methods and / or regression approaches. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, dass die Ermittlung der Ertrags-Istwerte im Zeitintervall für den Kollektorertrag Q112 und für den Ertrag des Solarkreislaufs Q102 anhand der gemessenen Ein- und Aus­ lauftemperaturen am Kollektor oder am Wärmeaustauscher sowie des gemessenen Solarkreisvolumenstroms VpSK erfolgt nach den Gleichungen:
Q112 = VpSK.Cp.roh.(T102 - T101)
Q102 = VpSK.Cp.roh.(T132 - T131)
mit:
VpSK: Volumenstrom im Solarkreislauf
Cp: spezifische Wärmekapazität des Solarkreisfluids
Roh: spezifische Dichte des Solarkreisfluids.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the determination of the actual yield values in the time interval for the collector yield Q112 and for the yield of the solar circuit Q102 based on the measured inlet and outlet temperatures on the collector or on the heat exchanger and the measured solar circuit volume flow VpSK takes place according to the equations:
Q112 = VpSK.Cp.roh. (T102 - T101)
Q102 = VpSK.Cp.roh. (T132 - T131)
With:
VpSK: volume flow in the solar circuit
Cp: specific heat capacity of the solar circuit fluid
Raw: specific density of the solar circuit fluid.
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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1850104A2 (en) * 2006-04-26 2007-10-31 Kundo System Technik GmbH Method for determining the amount of heat of a liquid solar medium in a solar energy system
US8013239B2 (en) 2002-08-29 2011-09-06 Day4 Energy Inc. Electrode for photovoltaic cells, photovoltaic cell and photovoltaic module
EP1729071A3 (en) * 2005-06-03 2012-10-17 Robert Bosch Gmbh Method for operating a heat generator comprising a solar heating installation
US8293568B2 (en) 2008-07-28 2012-10-23 Day4 Energy Inc. Crystalline silicon PV cell with selective emitter produced with low temperature precision etch back and passivation process
FR2993964A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-31 Jean Pierre Victor Marcel Renard Heating device for heating e.g. swimming pools, by collecting solar heat on concrete slab, has concrete slab drained by plaits of drainage pipes to generate low rise in temperature on surface, where slab comprises successive layers
CN110953736A (en) * 2018-09-27 2020-04-03 浙江大学 System and method for testing thermal efficiency of molten salt heat absorber

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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Cited By (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8013239B2 (en) 2002-08-29 2011-09-06 Day4 Energy Inc. Electrode for photovoltaic cells, photovoltaic cell and photovoltaic module
EP1729071A3 (en) * 2005-06-03 2012-10-17 Robert Bosch Gmbh Method for operating a heat generator comprising a solar heating installation
EP1850104A2 (en) * 2006-04-26 2007-10-31 Kundo System Technik GmbH Method for determining the amount of heat of a liquid solar medium in a solar energy system
EP1850104A3 (en) * 2006-04-26 2007-11-07 Kundo System Technik GmbH Method for determining the amount of heat of a liquid solar medium in a solar energy system
US8293568B2 (en) 2008-07-28 2012-10-23 Day4 Energy Inc. Crystalline silicon PV cell with selective emitter produced with low temperature precision etch back and passivation process
FR2993964A1 (en) * 2012-07-30 2014-01-31 Jean Pierre Victor Marcel Renard Heating device for heating e.g. swimming pools, by collecting solar heat on concrete slab, has concrete slab drained by plaits of drainage pipes to generate low rise in temperature on surface, where slab comprises successive layers
CN110953736A (en) * 2018-09-27 2020-04-03 浙江大学 System and method for testing thermal efficiency of molten salt heat absorber
CN110953736B (en) * 2018-09-27 2024-05-07 浙江大学 Fused salt heat absorber thermal efficiency test system and test method

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