Nutzung von Solarwärme für die nachhaltige Energie­versorgung von Gebäuden und Quartieren

Eines von neun SolarAktivHäusern, die im Rahmen des Projekts »Heizsolar« von Wissenschaftlern auf Optimierung ihres Energiekonzepts untersucht wurden. SolarAktivHäuser heizen vorwiegend mit Sonnenwärme.

Niedertemperatur-Solarthermie

Im Thema Niedertemperatur-Solarthermie beschäftigen wir uns mit folgenden Arbeitsgebieten:

Konstruktion und Fertigung von Kollektoren

Funktions- und Gebrauchsdauer­prüfung, Normung, Zertifizierung

Solarthermische Wärmeversorgung und Betriebsführung

Kostenoptimierung

Monitoring

Wir untersuchen Niedertemperatur-Solarthermiesysteme und -komponenten mit Wärmeträgern wie Wasser oder Luft sowie Heatpipekonzepte. Die Systeme unterstützen sowohl die Bereitung von Trinkwarmwasser als auch die Raumheizung, wobei insbesondere eine effiziente Einbindung in das gesamte Heizungssystem wichtig ist. Hierfür spielen intelligente Regelungsalgorithmen eine ebenso wichtige Rolle wie Komponenten, die in ihren hydraulischen Eigenschaften für die relevante Systemintegration optimiert sind. Weiterhin werden Optiken zur Lenkung und Konzentration von Strahlung und die Modifizierung von optischen Materialeigenschaften durch Oberflächentechnik bearbeitet. Kombinierte photovoltaisch-thermische (PVT-) Kollektoren erlauben uns, Strom und Wärme gleichzeitig auf ein und derselben Fläche zu erzeugen. Wir arbeiten an fassaden- und dachintegrierten Lösungen, die hervorragende  architektonische Möglichkeiten bieten, Solarthermie in die Gebäudehülle zu integrieren und multifunktional zu nutzen. Darüber hinaus beschäftigen wir uns mit neuen Fertigungsverfahren, Materialien sowie den finalen Installationsprozessen für die Solarthermie. Neue Kostensenkungsansätze, sowohl methodisch als auch im Sinne von Konstruktionsoptimierungen, ermöglichen Solarthermie betriebswirtschaftlich noch attraktiver zu machen.

Wir charakterisieren Komponenten in akkreditierten Prüflaboren als Basis für Zertifizierungen und schaffen Grundlagen für die Normung. Funktions- und Gebrauchsdauerprüfung sowie Monitoringkampagnen im Feld sind ebenfalls wichtige Bestandsteile unserer Aktivitäten zur Qualitätssicherung.

Wir verfügen über profunde Kompetenzen in Materialwissenschaften, Komponentendesign, Charakterisierung und Prüfverfahren, theoretischer Modellierung und Simulation, Anlagenregelung und Systementwicklung. Umfangreiche Erfahrungen in den verschiedensten Anwendungen runden unser Profil ab.

In Ergänzung zu unserer Forschung und Entwickung zum Thema Solarthermische Heizsysteme bieten wir unseren Kunden Prüf- und Zertifizierungsverfahren in folgendem akkreditierten Labor:

Ausgewählte Forschungsprojekte

 

ANNsolar

Neuronale Netzwerke für die Anwendung in der Solarthermie

 

HeizSolar

Modellbasierte Messdatenanalyse von SolarAktivHäusern

 

SpeedColl 2

Gebrauchsdauerabschätzung für solarthermische Kollektoren und deren Komponenten

 

ArKol

Entwicklung von architektonisch hoch integrierten Fassadenkollektoren mit Heat-Pipes

 

Aktuelle Veröffentlichungen zum Thema Niedertemperatur-Solarthermie:

YearTitle/AuthorDocument Type
2019EnWiSol. Solarthermie in der städtischen Energieversorgung - Energiewirtschaftliche Analyse und Demonstrationsvorhaben "Freiburg-Gutleutmatten". Gesamtvorhaben: Abschlussbericht
Oliva, A.; Herkel, S.; Elci, M.; Helmling, S.; Wappler, J.; Ripka, A.
Report
2019Messtechnische Analysen aus der Inbetriebnahme der dezentral eingebunden Solarthermieanlagen im Demonstrationsvorhaben Freiburg-Gutleutmatten
Oliva, A.
Conference Paper
2019Performance modeling of PVT collectors: Implementation, validation and parameter identification approach using TRNSYS
Jonas, D.; Lämmle, M.; Theis, D.; Schneider, S.; Frey, G.
Journal Article
2019Thermal management of PVT collectors: Development and modelling of highly efficient glazed, flat plate PVT collectors with low-emissivity coatings and overheating protection
Lämmle, Manuel; Henning, Hans-Martin (Referent); Wagner, Andreas (Referent); Hermann, Michael (Betreuer)
Dissertation
2018International definitions of "BIPV"
Berger, K.; Cueli, A.B.; Boddaert, S.; Buono, M. del; Delisle, V.; Fedorova, A.; Frontini, F.; Hendrick, P.; Inoue, S.; Ishii, H.; Kapsis, C.; Kim, J.-T.; Kovacs, P.; Chivelet, N.M.; Maturi, L.; Machado, M.; Schneider, A.; Wilson, H.R.
Report
2018Kostenreduzierung von solarthermischen Systemen durch kombinierte technisch-wirtschaftliche Optimierung - Projekt TEWIsol
Kramer, W.; Oliva, A.; Diels, F.; Tönnes, C.
Conference Paper
2018Künstliche Intelligenz für die Regelung solarthermischer Heizungsanlagen
Kramer, W.; Bitterling, M.
Conference Paper
2018Organic PVT - A Novel Hybrid Collector Combining Organic Photovoltaics and Polymer Absorbers
Lämmle, M.; Hernandez Gonzalez, H.; Li, C.; Meir, M.; Piekarczyk, A.; Pitta Bauermann, L.; Rekstad, J.
Conference Paper
2017Artificial Neural Networks (ANN) for the Prediction of Local Outside Temperatures and Solar Yields
Kramer, W.; Bitterling, M.
Conference Paper
2017Gebäude mit überwiegend solarer Energieversorgung: Vortrag gehalten bei den Berliner Energietagen, Berlin, Germany, 03.-05. Mai 2017
Kramer, W.; Drück, H.; Steinweg, J.
Presentation
2017Neue Ansätze zur Kostenreduzierung von solarthermischen Systemen - Projekt TEWIsol
Kramer, W.
Conference Paper
2017PVT collector technologies in solar thermal systems: A systematic assessment of electrical and thermal yields with the novel characteristic temperature approach
Lämmle, M.; Oliva, A.; Hermann, M.; Kramer, K.; Kramer, W.
Journal Article
2017Solare Wärmeversorgung von Quartieren: Vortrag gehalten bei den Berliner Energietagen, Berlin, Germany, 03.-05. Mai 2017
Scholte, C.; Kramer, W.; Bestenlehner, D.; Orozaliev, J.
Presentation
2016Untersuchung und simulationstechnische Optimierung von Wärmeversorgungskonzepten für Wohngebäude, deren Gesamtwärmebedarf zu 50 % bis 100 % mit Solarwärme gedeckt wird und Vergleich mit anderen CO2-reduzierten Wärmeversorgungskonzepten. Schlussbericht zum Verbundvorhaben: Akronym "HeizSolar", Laufzeit des Vorhabens: 01.09.2010 bis 31.08.2015
Oliva, A.; Stryi-Hipp, G.; Kobelt, S.; Bestenlehner, D.; Drück, H.; Müller, M.; Bühl, J.; Dasch, G.; Kerschl, C.
Report
2014Solar-active-houses - analysis of the building concept based on detailed measurements
Kramer, W.; Oliva, A.; Stryi-Hipp, G.; Kobelt, S.; Bestenlehner, D.; Drück, H.; Bühl, J.; Dasch, G.
Conference Paper
2013Thermische Speicherung für intelligenten Netze. Technologie und Nutzen: Vortrag gehalten auf Klimaenergy 2013 - Internationale Fachmesse für innovative Anwendungen erneuerbarer Energien, 19. bis 21.09.2013, Bozen
Kramer, W.
Presentation
2013Wärmespeicherung im Solar-Aktivhaus - Speicherkonzepte für hohe solare Deckungsraten
Kramer, W.
Conference Paper
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