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Publikationen

Solar-Controller optimieren mit Simulink-Polysun Cosimulation

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Die Steuerung gebäudetechnischer Energiesysteme ist für die Maximierung des Solarertrags sowie für die Optimierung der Anlageneffizienz von grösster Bedeutung. In realen Projekten zeigt sich, dass die Programmierung der Steuerung in der Planung und Projektierung oft nicht mit der effektiv in der Realisierungsphase umgesetzten Steuerung übereinstimmt. Das vorausgesagte gute Systemverhalten wird damit oft nicht erreicht.

 

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Teaching Renewable Energy Systems

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Experience in using simulation software for teaching solar energy and heat pump applications are presented at the Eurosun 2016 conference. The authors discuss suitable didactic concepts specifically developed for teaching renewable energy and energy efficiency topics. Two main advantages of applying simulation software in solar education are identified: 1) simulation can provide an understanding of data that is otherwise not accessible (e.g. cumulated operating hours and number of starts of a heat pump depending on control strategy); 2) use of simulation software in teaching have a positive influence on the motivation and attitude of the students. Finally, different international teaching programs are discussed, in which simulation software currently plays a major role. It is analyzed how education programs might have to be adjusted for different cultures and industries.

 

>> Download PDF (Paper EuroSun 2016)

Solarkataster Schweiz – Abschätzung der Solarthermie-Potentiale

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Die Firma Meteotest erstellt für das Bundesamt für Energie (BFE) ein Solarkataster Schweiz. Dazu werden von der Firma Meteotest zunächst die Solarpotentiale aller im swissBUILDINGS3D2.0 enthaltenen Dachflächen berechnet. Die Firma Egon AG hat eine Methodik erstellt, um auf Grundlage der vorliegenden Daten aus dem Eidgenössischen Gebäude- und Wohnungsregister (GWR) und der berechneten Meteodaten den Energiebedarf zur Brauchwassererwärmung und den Heizwärmebedarf für ein Gebäude abzuschätzen.
Das vorliegende Dokument beschreibt die Methode, um auf dieser Basis die Solarthermie-Potentiale der Dachflächen abzuschätzen.

 

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Eisspeicher-Wärmepumpen-Anlagen mit Sonnenkollektoren

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In Eisspeicher-Wärmepumpen-Anlagen mit Sonnenkollektoren (Eisspeicher-WP) werden Aussenluft und Sonnenstrahlung als primäre Wärmequelle für die Wärmepumpe genutzt. Ein Latentspeicher (Eisspeicher) puffert die Schwankungen der Aussentemperatur, speichert Solarwärme auf tiefem Temperaturniveau und bewirkt, im Vergleich zu einer Luft/Wasser-WP, konstantere und höhere Quellentemperaturen für die Wärmepumpe. Eisspeicher-WP erreichen bei guter Auslegung und Funktion ähnliche Systemnutzungsgrade wie Erdsonden-WP. Wenn ein signifikanter Teil Solarwärme direkt zur Warmwasserproduktion genutzt wird, liegen die Systemnutzungsgrade sogar darüber.

 

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Ertragssteigerung durch bifaciale Modultechnologie

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SolarWorld gelang es eine bifaciale Solarzelle auf Basis des kosteneffizienten PERC-Verfahrens (Passivated Emitter and Rear Cell) zu entwickeln, die 2015 erfolgreich in die Volumenproduktion implementiert werden konnte. Dieser neuartige Ansatz der Solarzell-Technologie wird mit bewährter Glas-Glas-Einkapselung vereint und stellt damit einen innovativen Produktansatz dar, dem ein hohes Potential zur Senkung der solaren Stromgestehungskosten inne wohnt.

 

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Integrale Planung mit 3D Dachplaner, Stückliste, Batteriespeicher, Power-to-Heat

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Beim Investitionsentscheid für Solaranlagen wird heute erwartet, dass ein Angebot die Option Batteriespeicherung enthält. Weiter soll auch der PV-Eigenverbrauch aufgeführt sein, wobei man transparent darstellen möchte, wie sich bei einer intelligenten Abregelung der Anlage noch möglichst viel PV-Strom nutzen lässt, der sonst der 70%-Regel zum Opfer fallen würde. Regelmässig wird auch nach der thermischen Speicherung mit Elektroheizstab oder Wärmepumpe als Alternative zur elektrochemischen Speicherung gefragt. Wenn diese Anforderungen einzeln und unsystematisch erfüllt werden, steigt die Komplexität im Angebotsprozess und bei einem grösseren Beratungsteam resultieren uneinheitliche Aussagen. Es ist deshalb vorteilhaft, ein standardisierter Prozess zu definieren, der nachvollziehbar und belastbar die Antworten liefert und gleichzeitig mit minimalem Aufwand durchlaufen werden kann.

 

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Ertragssteigerung durch bifaciale Modultechnologie

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Die Idee eines bifacialen Modulansatzes, mit einer neben der Frontseite aktiven Modulrückseite existiert schon sehr lange, seitdem existieren auch verschiedenste Konzepte, die den Mehrertrag dieser Technologie prognostizieren. So wurde bereits 1982 von einem bifacialen Mehrertrag von über 50%, der durch die Nutzung eines komplexen Reflektors hinter einem bifacialen Modul erzielt wurde, berichtet. Nichts destotrotz blieb die bifaciale Modultechnologie bis zuletzt immer ein Nischenprodukt mit einem sehr geringen Marktanteil von kleiner 5 % in 2014. Dies lag vor allem daran, dass viele bifaciale Ansätze auf kostenintensiven n-type Siliziumsubstraten oder komplexen Prozessen, wie der Hetero-Junction Solarzelle, basieren. Zu diesen aufwendigen Zellprozessen kam die Herausforderung eine transparente Rückseitenabdeckung des Solarmoduls zu realisieren.
SolarWorld gelang es eine bifaciale Solarzelle auf Basis des kosteneffizienten PERC-Verfahrens (Passivated Emitter and Rear Cell) zu entwickeln, die 2015 erfolgreich in die Volumenproduktion implementiert werden konnte. Dieser neuartige Ansatz der Solarzell-Technologie wird mit bewährter Glas-Glas-Einkapselung vereint und stellt damit einen innovativen Produktansatz dar, dem ein hohes Potential zur Senkung der solaren Stromgestehungskosten inne wohnt.
In dieser Arbeit werden die Technologiebausteine im Bereich Solarzellen- und Modulfertigung erläutert, die das bifaciale Modul ermöglichen. Weiterhin wird auf das Wirkprinzip eines bifacialen Moduls eingegangen und Ertragssimulationen dargestellt, welche mit ersten Felddaten validiert werden. Schließlich wird die Implementierung der neuen Technologie in einem Planungswerkzeug vorgestellt, welches die Berechnung der bifacialen Mehrerträge für verschiedene Montage-Varianten ermöglicht und damit die korrekte Auslegung des PV-Systems sicherstellt.

 

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