KoST – Kostenoptimierung in der Solarthermie durch standardisierte Komponenten und Schnittstellen

Laufzeit: April 2016 - März 2019
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Projektträger Jülich (PtJ)
Kooperationspartner: Fraunhofer IAO, Universität Stuttgart IGTE (Institut für Gebäudeenergetik, Thermotechnik und Energiespeicherung), CitrinSolar GmbH, Emz-Hanauer GmbH & Co. KGaA, Ernst-Schweizer AG Metallbau, GREENoneTEC Solarindustrie GmbH, KBB Kollektorbau GmbH, Ritter Energie- und Umwelttechnik, Solvis GmbH und Co. KG, Bundesverband für Solarwärme e. V. (BSW), Deutsches Institut für Bautechnik (DIBt), Zentralverband des Deutschen Dachdeckerhandwerks e.V. (ZVDH)

Projektfokus:
© Fraunhofer ISE

Belastungsprüfstand am Fraunhofer ISE zur Prüfung der Widerstandsfähigkeit von Kollektoren mit ihren Montagesystemen.

Schublastprüfung eines Gesamtsystems am Belastungsprüfstand
© Fraunhofer ISE

Schublastprüfung eines Gesamtsystems am Belastungsprüfstand aus zwei Kollektoren mit Montagesystem inkl. Tragwerksanbindung bis zum Dachsparren (Typ FK2-XS, Ernst Schweizer AG, 8908 Hedingen, Schweiz).

Überblick über Schnittstellen von Solarthermie-Reglern
© Fraunhofer ISE

Überblick über Schnittstellen von Solarthermie-Reglern unterschiedlicher Kategorien (WW: Einfache Einkreisregler; KOMBI: Regler mit erweiterten Funktionen zur Heizungsunterstützung; MF: Multifunktionsregler).

Um die von der Bundesregierung vorgegebenen Klimaschutzziele zu erreichen, kommt dem Einsatz erneuerbarer Energien zur Wärmeerzeugung im Allgemeinen und der Solarthermie im Besonderen eine entscheidende Bedeutung zu. Ziel des Projekts KoST ist die Kostenreduktion in der Solarthermie durch standardisierte Komponenten und Schnittstellen.
Das Fraunhofer ISE hat in diesem Rahmen insbesondere die Komponenten Kollektorbefestigung und Solarregler analysiert und mögliche Kostensenkungspfade identifiziert. Neben der Erstellung umfangreicher Marktübersichten zu Kollektorbefestigungen und Solarreglern wurden aus der Analyse der Kostensenkungspotentiale gemeinsam mit den Projektpartnern Standardisierungsansätze entwickelt.
Die Ergebnisse werden u. a. in Form eines »ST Mounting Guide« verwertet. Dieser dient als Leitfaden für Solarthermie-Montagesysteme zur kostenoptimierten Auslegung und Anwendungspraxis.

Zur Erarbeitung von Lösungen zur Kostenreduktion in der Solarthermie (ST) im Bereich der Kollektorbefestigung wurden am Fraunhofer ISE folgende Arbeitsschritte durchgeführt:

  • Marktübersicht über ST- und PV-Montagesysteme unter dem Gesichtspunkt von Standardisierung und Installationsfreundlichkeit (siehe Downloads).
  • Durchführung beispielhafter Installationsprozeduren von Montagesystemen nach Anleitung mit Zeiterfassung und Ergebnisauswertung.
  • Empirische Belastungsprüfungen entlang den Auslegungsvorgaben an Kollektoren mit ihrem Montagesystem (rund 5 m²) um Überdimensionierungen oder zu knapp bemessene Auslegungen zu identifizieren (Abgleich der Sicherheitsfaktoren aus Auslegung und Prüfung).
  • Ableitung von Kostensenkungspotentialen und Priorisierung von Lösungspfaden im Rahmen eines Standardisierungsworkshops.
  • Entwicklung einer freiwilligen Standardschnittstelle für die Kollektorbefestigung gemeinsam mit den Projektpartnern.

Im Bereich der Solarthermie-Regelungen wurden folgende Arbeitsschritte durchgeführt:

  • Marktübersicht über Solarthermie-Regler mit den Schwerpunkten Ein- und Ausgänge, Schnittstellen, Bedienmerkmale, Fernsteuerungsoptionen sowie Installationsaspekten (siehe Downloads).
  • Reglerprüfungen entlang der Prüfnorm EN 12977-5 sowie bezogen auf individuelle Reglerfeatures. Letzteres insbesondere hinsichtlich Schnittstellen und deren Kompatibilität.
  • Übersicht über Kommunikationsschnittstellen von Solarthermie-Reglern im Markt und deren Klassifizierung und Interkonnektivität.
  • Abschätzung von Kostensenkungspotentialen auf Installationsseite (möglichst einfache und intuitive Installation und Inbetriebnahme)
  • Entwurf eines Standardisierungsansatzes hinsichtlich Mindestregelfunktionen, Installationsfreundlichkeit sowie Inbetriebnahmehilfen und Fernsteuerungsoption für heizungsunterstützende und Multifunktionsregler.

Der öffentliche Teil des Abschlussberichts wird ebenfalls über diese Projektwebsite verfügbar sein.