Ziel dieser Arbeit war es ein Passivhaus mit Solarenergie wärmetechnisch soweit zu
unterstützen, dass auf einen zusätzlichen Einsatz fossiler Ressourcen verzichtet werden
kann, und das Gebäude heizenergetisch autark ist.
Da im Allgemeinen nur die langjährigen Mittelwerte der Jahressumme der Globalstrahlung
bei der Simulation von gebäudetechnischen Anlagen zur Verfügung stehen, konnte eine
Dimensionierung nur für einen durchschnittlichen Jahresverlauf erfolgen. Das Interesse
bestand darin, zu ergründen wie ergiebig eine Solarthermieanlage unter extremen
Witterungsbedingungen ist. Dazu war es notwendig den Jahresverlauf von
meteorologischen Elementen zu analysieren und die täglichen Werte der auf den Kollektor
eintreffenden Globalstrahlung zu ermitteln. Die Angström-Formel erwies sich dabei als
bestes Modell. Durch Ermittlung der täglichen Globalstrahlung war es möglich die
Solaranlage auch für solare Engpässe zu simulieren.------Auszeichnung mit dem Preis der Bauindustrie 2008;
Vorstellung der Arbeit auf der LANDES-BAU-AUSSTELLUNG Sachsen-Anhalt 2009------ Auszeichnung mit dem Preis der Bauindustrie 2008;
Vorstellung der Arbeit auf der LANDES-BAU-AUSSTELLUNG Sachsen-Anhalt 2009
Inhaltsverzeichnis
- I. DANKSAGUNG
- II. SELBSTSTÄNDIGKEITSERKLÄRUNG
- III. INHALTSVERZEICHNIS
- IV. ABBILDUNGSVERZEICHNIS
- V. TABELLENVERZEICHNIS
- VI. FORMELVERZEICHNIS
- VII. SYMBOLVERZEICHNIS
- 1 EINLEITUNG
- 2 REFERENZOBJEKT
- 2.1 Objektbeschreibung
- 2.2 Ermittlung der geografischen Koordinaten
- 2.2.1 Nutzung des Internettools Google Maps
- 2.2.2 Resultierende geografische Koordinaten
- 3 AUSGANGSSITUATION PASSIVHAUS
- 3.1 Passivhausstandard
- 3.2 Heizwärme
- 3.3 Heizlast
- 3.4 Ausgangssituation
- 4 WETTERDATEN DES DEUTSCHEN WETTERDIENSTES
- 4.1 Datensatz
- 4.1.1 Stationswahl
- 4.1.2 Tageswerte
- 4.1.3 Bearbeiten des Datensatzes
- 4.1.4 Datensatzimport
- 4.2 Auswertung
- 4.1 Datensatz
- 5 EXTRATERRESTRISCHE SONNENSTRAHLUNG
- 5.1 Ausgangsgrößen
- 5.2 Solargeometrische Größen
- 5.3 Berechnung der extraterrestrischen Strahlung
- 5.4 Beispielberechnung der extraterrestrischen Strahlung
- 6 GLOBALSTRAHLUNG
- 6.1 Begriff
- 6.2 Entwicklung verschiedener Globalstrahlungsmodelle
- 6.2.1 Datenquellen benutzter Datensätze
- 6.2.1.1 TSOL
- 6.2.1.2 PVGIS
- 6.2.2 TSOL-Datensatz & Sonnenstunden
- 6.2.3 PVGIS-Datensatz & Sonnenstunden
- 6.2.4 Angepasster PVGIS-Datensatz & Sonnenstunden
- 6.2.5 PVGIS-Datensatz für unbedeckten Himmel & Bedeckungsgrad
- 6.2.6 Angström-Formel
- 6.2.1 Datenquellen benutzter Datensätze
- 6.3 Bewertung der Globalstrahlungsmodelle
- 6.4 Beurteilung des Globalstrahlungsverlaufes
- 6.4.1 Langjährigen Schwankungen
- 6.4.2 Monatliche Schwankungen
- 7 DIMENSIONIERUNG DER THERMISCHEN SOLARANLAGE
- 7.1 Zielstellung
- 7.2 Auslegung mit Simulationssoftware TSOL
- 7.2.1 Allgemeine Hinweise
- 7.2.2 Klima
- 7.2.2.1 Langjähriges Mittel
- 7.2.2.2 Synthetisierter Datensatz
- 7.2.3 Heizlast
- 7.2.4 Kollektor
- 7.2.4.1 Bauart des Kollektors
- 7.2.4.2 Kollektorwirkungsgrad
- 7.2.4.3 Ausrichtung
- 7.2.5 Speicher
- 7.3 Parameteranpassung
- 7.3.1 System
- 7.3.2 Auslegung der Heizkreise
- 7.3.3 Vorgehensweise
- 7.3.4 Anpassung der Kollektorneigung
- 7.3.5 Anpassung der Kollektoranzahl und der Speichergröße
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Diplomarbeit untersucht die Weiterentwicklung eines Passivhauses zu einem Nullheizenergiehaus unter Verwendung solarer Langzeitspeicher. Die Arbeit konzentriert sich auf standortspezifische Witterungsbedingungen und deren Einfluss auf die Systemdimensionierung.
- Optimierung eines Passivhauses für Nullheizenergie
- Integration solarer Langzeitspeicher
- Auswertung standortspezifischer Wetterdaten
- Dimensionierung der thermischen Solaranlage
- Simulation und Modellierung des Gesamtsystems
Zusammenfassung der Kapitel
Die Einleitung führt in das Thema ein. Kapitel 2 beschreibt das Referenzobjekt. Kapitel 3 analysiert die Ausgangssituation des Passivhauses. Kapitel 4 behandelt die Auswertung von Wetterdaten des Deutschen Wetterdienstes. Kapitel 5 berechnet die extraterrestrische Sonnenstrahlung. Kapitel 6 befasst sich mit der Globalstrahlung und der Bewertung verschiedener Modelle. Kapitel 7 beschreibt die Dimensionierung der thermischen Solaranlage, einschließlich der Parameteranpassung.
Schlüsselwörter
Passivhaus, Nullheizenergiehaus, solare Langzeitspeicher, standortspezifische Witterungsbedingungen, Wetterdaten, Globalstrahlung, thermische Solaranlage, Simulation, Systemdimensionierung.
Häufig gestellte Fragen
Was ist ein Nullheizenergiehaus?
Ein Nullheizenergiehaus ist ein Gebäude, das über das Jahr gerechnet so viel Heizenergie regenerativ (z.B. durch Solarthermie) selbst erzeugt, wie es verbraucht, und somit autark von fossilen Brennstoffen ist.
Wie funktioniert ein solarer Langzeitspeicher?
Ein Langzeitspeicher (Saisonspeicher) nimmt die überschüssige Sonnenwärme im Sommer auf und speichert sie in einem großen, isolierten Wassertank, um sie im Winter zum Heizen zu nutzen.
Warum ist die Angström-Formel für die Planung wichtig?
Die Angström-Formel ermöglicht es, die tägliche Globalstrahlung auf Basis von Sonnenstunden zu berechnen, was eine genauere Simulation der Solaranlage auch für extreme Wetterbedingungen erlaubt.
Was ist der Unterschied zum Passivhausstandard?
Ein Passivhaus hat einen extrem niedrigen Heizbedarf, benötigt aber oft noch eine kleine Restheizung. Das Nullheizenergiehaus deckt diesen Restbedarf komplett durch Solarenergie ab.
Welche Rolle spielt die Kollektorneigung?
Für die Nutzung im Winter muss die Neigung der Kollektoren so angepasst werden, dass sie den tiefstehenden Sonnenstand optimal einfangen können.
- Arbeit zitieren
- Dipl.- Ing. (FH) Andy Kohl (Autor:in), 2008, Weiterentwicklung eines Passivhauses zu einem Nullheizenergiehaus unter Verwendung von solaren Langzeitspeichern auf Grundlage standortspezifischer Witterungsbedingungen, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/186598
