ISBN 978-3-8439-3823-5

978-3-8439-3823-5, Reihe Energietechnik

Kai Schäfer
Betrachtungen zur dezentralen Einspeisung solarer Wärme in ein Wärmenetzsystem der dritten Generation

247 Seiten, Dissertation Technische Universität Dresden (2017), Softcover, B5

Zusammenfassung / Abstract

Die dezentrale Einspeisung solarer Wärme in Wärmenetzsysteme kann insbesondere im Fall von Wärmenetzsystemen mit dicht bebauten Versorgungsgebieten (z.B. Innenstädte) eine interessante Option zur ökologischen und ökonomischen Optimierung des Gesamtsystems darstellen. Allerdings besteht bezüglich diesem Ansatz zur Einspeisung von solarer Wärme aktuell noch eine Vielzahl ungeklärter technischer Fragestellungen, weshalb viele Akteure hinsichtlich der Realisierung entsprechender Wärmeeinspeiser zurückhaltend auftreten. Hier setzt die Arbeit an und untersucht in einer umfangreichen Simulationsstudie mehrere dieser Fragestellungen. Im Mittelpunkt des Interesses der Untersuchungen stehen die thermischen Auswirkungen auf die solaren Wärmeeinspeiser, welche im Kontext eines real existierenden Wärmenetzsystems der dritten Generation analysiert werden. Als Ausgangspunkt für die Simulationsstudie werden in der Arbeit zunächst 38 bestehende Anlagenbeispiele mit dezentraler solarer Wärmeeinspeisung im Rahmen einer vergleichenden Analyse aufgearbeitet. Basierend auf den Erkenntnissen dieser Analyse erfolgt die Definition von zwei Anlagenkategorien solarthermischer Einspeiser. Im Weiteren werden die beiden Anlagenkategorien in die Simulationsumgebung TRNSYS überführt, die hierbei entwickelten Modelle beider Anlagenkategorien mittels Messdaten überprüft und deren Verhalten auf Parametervariationen in einer Sensitivitätsanalyse ermittelt. Im Anschluss findet die Durchführung der Simulationsstudie zur Aufarbeitung technischer Fragestellungen statt. Im Zuge dessen werden sowohl mehrere repräsentative Vertreter zweier Kollektorbauformen (Flachkollektor und Röhrenkollektor) einbezogen als auch der Einfluss des Klimastandortes im Gebiet der Bundesrepublik Deutschland berücksichtigt. Als abschließendes Ergebnis der Arbeit werden die in den Untersuchungen ermittelten Erkenntnisse in insgesamt zehn Hinweise für die Praxis überführt.