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Die Globalstrahlung der Sonne in unseren Breitengraden ist eine Energiemenge von rund 1.000 Kilowattstunden pro Quadratmeter Einstrahlungsfläche und Jahr. Mit dem heutigen Stand der Technik können mit Photovoltaikmodulen ca. 200 kWh elektrische und mit thermischen Modulen ca. 600 kWh thermische Energie erzeugt werden.

Weiterhin ist als gegeben zu nehmen, dass mit steigender Einstrahlungsintensität und Erwärmung die elektrische Leistung der Photovoltaik nachlässt und zwar um ca. 0,5 % mit jedem Grad Celsius oberhalb 25 Grad. Weiterhin ist zu beobachten, dass Photovoltaikmodule, während sie elektrische Energie erzeugen, ca. 15 bis 20 Grad Celsius wärmer sind als die Umgebungstemperatur, d.h. im Winter bei null Grad und strahlend blauen Himmel eine Temperatur von 20 bis 25 Grad plus am Modul zu messen ist und im Sommer, bei bis zu 50 Grad plus in der Sonne, kann die Temperatur am Modul über 70 Grad betragen.

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Weil die Nennleistung eines Moduls bei einer Labortemperatur von 25 Grad Celsius gemessen wird (STC = Standard Test Conditions) hat ein Modul bei einer Temperatur von 70 Grad nur noch eine Leistung von 75 % seiner Nennleistung. Es macht also Sinn, sich Gedanken darüber zu machen, die Wärme zu nutzen und mit der Ableitung der Wärme einen Kühleffekt zu erzielen, der zu einer höheren Nennleistung und damit auch zu einer höheren Ausbeute an elektrischer Energie zu führt. Betrachtet man elektrische und thermische Energie als gleichwertiges Angebot zur Nutzung, so ergibt sich für eine technische Lösung die Aufgabe, in der Erzeugung dieser beiden Energien ein Optimum zwischen Angebot (Erzeugung) und Nachfrage (Verbrauch) dieser beiden Energien zu finden.

Weil Angebot und Nachfrage nicht zeitgleich geschehen – Verbrauch findet auch zu einstrahlungsarmen Zeiten statt- ergibt sich die Notwendigkeit der Zwischenspeicherung und intelligenten Steuerung von elektrischer und thermischer Energie, um ein sinnvolles Gesamtergebnis im Sinne einer optimalen Energienutzung zu erzielen.

Geht man vollkommen unvoreingenommen an diese Aufgabe heran, so wird man recht bald darauf kommen, dass die eine Energie auch dazu verwendet werden kann, das Ergebnis der anderen Energie zu verbessern. Hierzu einige Beispiele:

a) Im Winter und in der Zwischenjahreszeit wird zwar in der Wärme ein Temperaturniveau erreicht, dass zur Unterstützung einer Niedertemperaturheizung genutzt werden kann, aber es wird nicht das notwendige Temperaturniveau für eine Brauchwassernutzung erreicht. Im Ergebnis kann hier der elektrische Mehrertrag aufgrund des Kühleffektes in der Photovoltaik zur Anhebung des Temperaturniveaus im Brauchwasser herangezogen werden.

b) Im Sommer kann das große Angebot an Wärme genutzt werden, um mit der Adsorbertechnik Kälte aus Wärme zu erzeugen. Der hierbei auftretende Kühleffekt in der Photovoltaik bringt in der elektrischen Energie einen Mehrertrag, der höher ausfällt als zum Betrieb der Adsorbertechnik notwendig ist.

c) In netzfernen Gebieten können Wärme und elektrische Energie nicht nur zu einer autarken Energieversorgung „off-Grid“ herangezogen werden, sondern auch durch u.a. Osmoseverfahren zu einer nennenswerten und ausreichenden Erzeugung von Trinkwasser beitragen.

Dies waren die Ausgangspunkte für die Entwicklung des Hybridmoduls. Bei der Entwicklung der Steuerung sind folgende Ziele zu erreichen:

d) Eine gemeinsame Softwareplattform für Erzeugung und Verbrauch von elektrischer und thermischer Energie zu schaffen, d.h. die Sensoren und Aktoren beider Energiesysteme als Peripherie eines Gesamtsystems zu verstehen.

e) Die Speichermedien von elektrischer und thermischer Energie zeitgleich zu verwalten.

f) Die Messwerte von Erzeugung und Verbrauch langfristig zu speichern und aus dieser Datenbasis individuelle Profile der Letztverbraucher zu erstellen, um hieraus Handlungsabläufe für die Optimierung des Gesamtsystems abzuleiten, d.h. das Programm lernt mit zunehmender Betriebsdauer, Erzeugung und Verbrauch selbständig zu prognostizieren und daraus eine Optimierung von Erzeugung, Speicherung und Verbrauch abzuleiten (Pareto-Optimum).

Wir sind für Sie da – persönlich und direkt vor Ort!

 

Solare Hybridanlagen in der Landwirtschaft

Ein Modul produziert auf einer Fläche von 1,6 m² 300 Watt elektrischer und 600 Watt thermischer Energie und wandelt damit mehr als 60 % der Sonneneinstrahlung in nutzbare Energie um.

Hybridmodule können sowohl in der Tierzucht, als auch in der Pflanzenzucht Anlagen, die mit fossilen Energieträgern betrieben werden ersetzen. Hierzu ein kurzer Überblick:

Solarpanel 

SHES in der Schweinezucht

 

Der erhebliche Bedarf an elektrischer Energie in der Schweinezucht kann mit entsprechend geplanten Solaranlagen zu 60 – 70 % durch Hybridanlagen übernommen werden, wobei der Anteil für die Belüftung dadurch sinkt, indem das Dach der Stallungen durch die Verschattung mittels der Solaranlage zu einer deutlich geringeren Aufheizung der Stallung im Sommer führt.

 

Das Leitungssystem in einem Hybridkollektor ersetzt mit 15 Meter Rohrleitung je Modul die kostspieligen Erdsonden für eine Erdwärmepumpe ist damit ideal geeignet kostengünstig und ganzjährig Wärme zu produzieren.

 Bedarf pro Jahr

SHES in der Pflanzenzucht

 

Hybridanlagen liefern sowohl die Wärme, als auch den Betriebsstrom für Wärmepumpen in der Pflanzenzucht. Wobei sie für die Satztrocknung besonders effektiv die notwendige Betriebstemperatur liefern.

Beispiel für eine Satztocknungsanlage

 Quelle: Verkaufsprospekt Fa. Goldsaat

Solarscheunen für Hybridanlagen

 

Dort, wo noch keine Scheuen oder Hallen für die Installation einer Trocknungsanlage vorhanden sind, kann die Installationsfläche für die Hybriden mit errichtet werden. Kurze Leitungswege und die gesamte Technik samt Regelung an einem Ort verbessern die Effizienz der Gesamtanlage.

Die Scheune fällt mit dem Kostenanteil für das Dach als Unterkonstruktion für die Hybridanlage teilweise in die Solarförderung.

Blick auf das Dach einer Solarscheune

 

Blick in die Scheune und den Technikraum

SOLARENERGIE

Auf Wunsch statten wir Ihre Häuser mit der modernsten Raumlüftungs-, Kühl- und Heiztechnik Made in Germany aus.

Hochtechnologie aus Deutschland 

Für weitere Details, Informationen und Fragen stehen wir Ihnen gerne zur Verfügung.
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Info1

  • Keynotes:

Zwei Module auf der Fläche von einem Modul

Kostenersparnis in Material und Montage

Höherer Stromertrag durch Nutzung der Wärme

Individuelles Powermanagement durch lernende Steuerun

Info2

Nutzen:

Eigenverbrauch von mindestens 60% des erzeugten Stromes

Solare Kühlung im Sommer

Heizungsunterstützung im Winter

Ganzjährig warmes Brauchwasser 5. Langjährige Kostensicherheit