Dissertations / Theses on the topic 'Solarthermie'

Beim Übersetzen von Fachtexten oder Dolmetschen von Fachkonferenzen ist die für das jeweilige Themengebiet verwendete Terminologie von zentraler Bedeutung. In einer Zeit des rasanten technologischen Fortschritts ist es manchmal nicht einfach, immer an die Fachliteratur zu gelangen, die den neuesten Stand der Technik wiedergibt, und dann auch noch adäquate Benennungen in verschiedenen Sprachen zu finden. Gerade im Bereich der erneuerbaren Energien, deren Anteil an der Energiebereitstellung in Deutschland und Europa in den letzten Jahren stetig gewachsen ist (vgl. BMU 1 2010:5) und die die Grundlage der zukünftigen Energieversorgung bilden sollen, gibt es fortlaufend technische Neu- und Weiterentwicklungen auf den verschiedenen Feldern, zu denen neben Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Geothermie, Gezeitenkraft und Photovoltaik auch die Solarthermie, die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, zählt. Da im Alltag eines Übersetzers oder Dolmetschers meist die Zeit für eine ausgiebige Recherche mit anschließender Dokumentation der Ergebnisse fehlt, kann eine Terminologiearbeit zum entsprechenden Fachgebiet ein gutes Hilfsmittel darstellen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, das Thema Solarthermie fachlich und terminologisch so aufzubereiten, dass es Übersetzern, Dolmetschern, aber auch anderen Interessierten den nötigen Überblick über das Fachgebiet verschafft, auf sprachliche Besonderheiten aufmerksam macht und gleichzeitig als Nachschlagewerk dienen kann. Darüber hinaus kann es als Beitrag zu einer ausbaufähigen Terminologiedatenbank dienen, die nötig sein wird, um der raschen Weiterentwicklung der Technologien in diesem Bereich Rechnung zu tragen. Gerade die Solarthermie ist ein Teilbereich der erneuerbaren Energien, dem auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Kooperation und Entwicklungszusammenarbeit mit dem arabischen Raum in Zukunft eine größere Bedeutung zukommen soll. Beispielsweise stellt die Weltbank zusammen mit anderen Investoren 5,5 Mrd. Dollar für den Bau von thermischen Solarkraftwerken in fünf arabischen Ländern, namentlich Algerien, Ägypten, Jordanien, Marokko und Tunesien, zur Verfügung (BETTZIECHE 2009:63, WELTBANK 1 2009). Außerdem sieht die Desertec-Initiative vor, dass bis zum Jahr 2050 15 bis 20 % des europäischen Strombedarfs durch solarthermische Kraftwerke in Nordafrika und dem Nahen Osten gedeckt werden sollen (vgl. DESERTEC). Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich aber nicht nur mit der solarthermischen Stromerzeugung, sondern dem gesamten Spektrum der Solarthermie, das daneben auch noch Warmwasserbereitstellung, Raumheizung, solare Kühlung und Prozesswärmeerzeugung umfasst. Auch für diese Anwendungsbereiche gibt es im sonnenreichen arabischen Raum sehr gute Potenziale, was eine Auseinandersetzung mit der arabischen Terminologie dieses Fachgebiets sehr interessant macht.

Im Forschungs- und Demonstrationsprogramm Solarthermie 2000, Teilprogramm 3 wurden von 1993 bis 2002 solar unterstützte Nahwärmesysteme konzipiert, errichtet und vermessen. Wesentliche Ziele dieses Programms waren die Demonstration der Durchführbarkeit, der Nachweis der Kostenreduktion bei großen Systemen und die Weiterentwicklung sowie Untersuchung dieser Technik. Das in diesem Bericht dokumentierte Forschungsvorhaben ist ein Projekt in oben genanntem Vorhaben und zeichnet sich durch folgende Parameter aus: - Energiequelle: Kollektorfelder mit einer Absorberfläche von 538,5 m² (Vakuum-Röhrenkollektoren) und BHKW, - saisonaler Speicher: 8000 m³ Kies-Wasser-Speicher, - Verbraucher: Heizung eines Bürogebäudes Das Vorhaben wurde durch die Autoren wissenschaftlich-technisch betreut. Die Erkenntnisse von der Konzeption bis zur funktionstüchtigen Anlage werden im Bericht erläutert. Auf Grund der meßtechnischen Untersuchung liegen detaillierte Ergebnisse zum Systemverhalten, zur Effizienz der Bauteile und des Systems vor.

Im Projekt „Weiterentwicklung und Optimierung von Be- und Entladesystemen für Tank- und Erdbeckenspeicher“ des Forschungsprogramms „Solarthermie 2000plus“ wurden von 2004 bis 2008 unterschiedliche Konstruktionen zur Be- und Entladung thermischer Speicher experimentell und mit Hilfe von Simulationsrechnungen untersucht. Wesentliche Ziele dieses Projektes waren: - die Systematisierung und Analyse bestehender Konstruktionen, - die Weiterentwicklung und Optimierung von Be- und Entladesystemen, - die Ableitung von Richtlinien für Planung und Auslegung, - die Untersuchung der Übertragbarkeit vom Experiment auf Mittel- und Großspeicher sowie - die Einbindung von Industriepartnern (Kooperation und Praxistests). Das Projekt wurde an der Technischen Universität Chemnitz in Zusammenarbeit mit dem Projektpartner Technische Universität Ilmenau durchgeführt. Die Ergebnisse der Untersuchungen und die gewonnenen Erkenntnisse werden im Bericht detailliert erläutert.

Description and assessment of technology-related concepts aiming at improving the energy conservation in residential buildings. Explanation of the method and discussion of the whole-year simulation results for SOFC micro-CHP systems and Stirling engines in relation with single-family houses of different thermal insulation standards. Benchmark with conventional energy supply systems. Computation of allowable investment costs
Beschreibung und Beurteilung unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zweier technologiebasierter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Energiebereitstellung im Gebäudesektor. Darstellung der verwendeten Methodik und der Simulationsergebnisse am Beispiel von SOFC-Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stirling-Motoren in Relation mit Einfamilienhäusern verschiedener Dämmstandards. Vergleich mit herkömmlichen und etablierten Versorgungstechnologien Berechnung von anlegbaren Investitionskosten

Es wird ermittelt, welches Volumen Wasserspeicher besitzen müssen, die bei der ausschließlichen Wärmeversorgung von Häusern mit Wärme, die mit Hilfe von Solarkollektoren gewonnen wird, Wärme im Sommer einspeichern und im Winter entspeichern. Den Berechnungen liegen Messungen über die nutzbare Solarwärme zugrunde. Betrachtet werden Wohnhäuser mit Erdgeschoss und Dachgeschoss mit Wohnflächen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2. Die spezifischen Wärmeverbräuche der Gebäude liegen zwischen 175 und 50 kWh/(m2.Jahr). Die Solarkollektorflächen variieren zwischen 9 m2 und 100 m2. Die Speicherfähigkeit des Wassers definierende Temperaturspreizung in den Speichern zwischen kalter Seite unten und warmer Seite oben beträgt einmal 50 K und zum anderen 60 K. Es werden Speicherwirkungsgrade von 100%, 90% und 80% zugrunde gelegt. Im günstigsten Fall errechnen sich für drei Hausgrößen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2 Wasserspeicher Volumina von 5,7 m3, 6,25 m3 bzw. 8 m3.

Im Projekt wurde eine alternative Speicherkonstruktion im Bereich von 500 bis 6000 m3 für den Betrieb in Solar- und Fernwärmesystemen entwickelt. Ausgangspunkt bilden große Kaltwasserspeicher in Segmentbauweise. Die Bautechnologie bietet ein signifikantes Kostenreduktionspotenzial gegenüber geschweißten Flachbodentanks, konnte bisher aber nicht auf Wärmespeicher übertragen werden. Aufgrund der dünnwandigen Bauweise und der Projektziele musste eine Überarbeitung des Wandaufbaus, der Einbauten und der Peripherie erfolgen. Dieser Bericht liefert eine Beschreibung des Speicher-Systems und die Ergebnisse des Verbundvorhabens. Die Funktionsfähigkeit wurde mit einem dreistufigen Verfahren nachgewiesen. Das geplante Vorgehen mit Laborversuchen im kleinen Maßstab bis zum Test mit einem Demonstrator im Realmaßstab (100 m3) war notwendig und zielführend. Die Bearbeitung der Hauptaufgaben (z. B. Materialuntersuchungen, Konstruktion, Betrieb) erfolgte vernetzt durch die beteiligten Forschungsinstitutionen. Das grundlegende Potenzial für eine spätere Anwendung in solaren Nahwärmesystemen oder Sekundärnetzgebieten der klassischen Fernwärme sind gegeben. Vor allem im Bereich der Beladung und im Wandaufbau konnten große Verbesserungen erzielt werden. Weitere Optimierungen und die Umsetzung mit größeren Speichern stehen noch aus.
In the project, an alternative construction for thermal energy stores in the range of 500 to 6000 m3 was developed for operation in solar and district heating systems. Large cold water storage tanks in segmental construction are the starting point. Their construction technology offers a significant potential for cost reduction compared to welded flat-bottom tanks, but could so far not be transferred to hot water storage tanks. Due to the new design and the project objectives, the wall structure, the internals and the periphery had to be completely revised. This report provides a description of the storage system and the results of the joint project. The functionality was proven with a three-stage procedure. The planned procedure with laboratory tests on a small scale up to the test with a demonstrator on a real scale (100 m3) was necessary and purposeful. The main tasks (e.g. material testing, design, operation) were carried out by the participating research institutions in a network. The basic potential for a later application in solar local heating systems or secondary network areas of conventional district heating is given. Significant improvements were realized, especially in regard of the charging system and the wall construction. However, further optimizations and the transfer to larger storage tanks is still pending.

Inhalt: Energieforschungsprogramm des Bundes: Förderkonzept solar optimiertes Bauen Planungsfehler beim Feuchte- und Wärmeschutz von Fußbodenkonstruktionen Heat insulation and indoor climate control in arid areas (Toshky Region) Hygrisch motivierter Wärmeschutz Anlagentechnische Möglichkeiten für die EnEV – Was tun ? Mangelhafter Schallschutz von Gebäuden – Beispiele aus der Praxis Biomassenutzung zur Kraft- und Wärmebereitstellung - ein Blick nach Österreich Challenges and opportunities for solar energy use and energy efficiency measures for buildings and settlements in Dalmatia Wärmecontracting - Eine Dienstleistung zur Kostenminimierung ?

Energy is the core component for all industries. Most of the energy demand is met by fossil fuels, which is one of the main reasons for the high level of carbon emissions from industries. To decrease emissions or even become carbon neutral by 2050, many companies have made sustainability goals to implement renewablesin their production processes. Industries consume 74% of the energy in the form of heat, of which 30% of energy is consumed in low-temperature applications. Substituting fossil fuels in low-temperature applications with renewable energy sources such as solar-thermal technology (STT) can significantly reduce emissions. This study explores how can focus on sustainability by companies facilitate the diffusion of STT in low-temperature applications in brewery and mining industries. The study comprises a comprehensive literature review on sustainable development, drivers, and barriers of STT. The theoretical framework of the studyis based on diffusion of innovation by Rogers (2003). Empirical data is collected using semi-structured interviews to gain insights from multi-national companies about their focus on sustainability, transition towards renewable energy sources in meeting heat demand and aspects considered by companies. The study results show that companies focusing on sustainability goals are incorporating new renewable energy technologies such as STT in their processes. Companies are also making heat purchase agreements and are collaborating with neighbouring companies to incorporate STT. This form of integration of new solutions can increase the adoption rate of STT. Further, it is found that brewery companies have a better scope of implementing STT compared to mining companies.

Inhalt: Nachhaltiger Stadtumbau und Erneuerbare Energien - Ansatz und Konzepte einer ökologischen Stadtentwicklung Wohnprojekt Dresden Pillnitz - Innovatives Energiekonzept für zwei Mehrfamilienhäuser in Passivhausbauweise Tiefbautechnik in der Praxis - Die spektakuläre Gablenzbach-Sanierung Mauern für die Ewigkeit - Rekonstruktion, Sanierung und Neubau von Mauerwerksbauten Wärmebrückenbeheizung - Ein Widerspruch? Solares Heizen mit Großanlagen - Chancen und Perspektiven Bauphysikalische Wertung von belüfteten und nicht belüfteten Dächern Kritische Aspekte zum sommerlichen Wärmeschutz – Vorbemessung

Beim Übersetzen von Fachtexten oder Dolmetschen von Fachkonferenzen ist die für das jeweilige Themengebiet verwendete Terminologie von zentraler Bedeutung. In einer Zeit des rasanten technologischen Fortschritts ist es manchmal nicht einfach, immer an die Fachliteratur zu gelangen, die den neuesten Stand der Technik wiedergibt, und dann auch noch adäquate Benennungen in verschiedenen Sprachen zu finden. Gerade im Bereich der erneuerbaren Energien, deren Anteil an der Energiebereitstellung in Deutschland und Europa in den letzten Jahren stetig gewachsen ist (vgl. BMU 1 2010:5) und die die Grundlage der zukünftigen Energieversorgung bilden sollen, gibt es fortlaufend technische Neu- und Weiterentwicklungen auf den verschiedenen Feldern, zu denen neben Wasserkraft, Windenergie, Biomasse, Geothermie, Gezeitenkraft und Photovoltaik auch die Solarthermie, die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme, zählt. Da im Alltag eines Übersetzers oder Dolmetschers meist die Zeit für eine ausgiebige Recherche mit anschließender Dokumentation der Ergebnisse fehlt, kann eine Terminologiearbeit zum entsprechenden Fachgebiet ein gutes Hilfsmittel darstellen. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, das Thema Solarthermie fachlich und terminologisch so aufzubereiten, dass es Übersetzern, Dolmetschern, aber auch anderen Interessierten den nötigen Überblick über das Fachgebiet verschafft, auf sprachliche Besonderheiten aufmerksam macht und gleichzeitig als Nachschlagewerk dienen kann. Darüber hinaus kann es als Beitrag zu einer ausbaufähigen Terminologiedatenbank dienen, die nötig sein wird, um der raschen Weiterentwicklung der Technologien in diesem Bereich Rechnung zu tragen. Gerade die Solarthermie ist ein Teilbereich der erneuerbaren Energien, dem auf dem Gebiet der wirtschaftlichen Kooperation und Entwicklungszusammenarbeit mit dem arabischen Raum in Zukunft eine größere Bedeutung zukommen soll. Beispielsweise stellt die Weltbank zusammen mit anderen Investoren 5,5 Mrd. Dollar für den Bau von thermischen Solarkraftwerken in fünf arabischen Ländern, namentlich Algerien, Ägypten, Jordanien, Marokko und Tunesien, zur Verfügung (BETTZIECHE 2009:63, WELTBANK 1 2009). Außerdem sieht die Desertec-Initiative vor, dass bis zum Jahr 2050 15 bis 20 % des europäischen Strombedarfs durch solarthermische Kraftwerke in Nordafrika und dem Nahen Osten gedeckt werden sollen (vgl. DESERTEC). Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich aber nicht nur mit der solarthermischen Stromerzeugung, sondern dem gesamten Spektrum der Solarthermie, das daneben auch noch Warmwasserbereitstellung, Raumheizung, solare Kühlung und Prozesswärmeerzeugung umfasst. Auch für diese Anwendungsbereiche gibt es im sonnenreichen arabischen Raum sehr gute Potenziale, was eine Auseinandersetzung mit der arabischen Terminologie dieses Fachgebiets sehr interessant macht.

Description and assessment of technology-related concepts aiming at improving the energy conservation in residential buildings. Explanation of the method and discussion of the whole-year simulation results for SOFC micro-CHP systems and Stirling engines in relation with single-family houses of different thermal insulation standards. Benchmark with conventional energy supply systems. Computation of allowable investment costs
Beschreibung und Beurteilung unter technischen, ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten zweier technologiebasierter Maßnahmen zur Effizienzsteigerung der Energiebereitstellung im Gebäudesektor. Darstellung der verwendeten Methodik und der Simulationsergebnisse am Beispiel von SOFC-Brennstoffzellen-Heizgeräten und Stirling-Motoren in Relation mit Einfamilienhäusern verschiedener Dämmstandards. Vergleich mit herkömmlichen und etablierten Versorgungstechnologien Berechnung von anlegbaren Investitionskosten.

Um die zuverlässige Integration von Solarthermieanwendungen (ST), z.B. konzentrierte Solarenergie (concentrating solar power, CSP) bei steigendem Energiebedarf und trotz des fluktuierenden Charakters von ST zu ermöglichen, werden thermische Energiespeichertechnologien (TES) als attraktive Lösungen eingesetzt, um ST-basierte Systeme auf dem Energiemarkt wettbewerbsfähiger zu machen. Darüber hinaus werden Feststoff-TES-Systeme als vielversprechende Alternative zu herkömmlichen Flüssigkeitsspeicherlösungen betrachtet, um die Investitionskosten für die TES-Einheit weiter zu senken. Sowohl aus technischer als auch aus kommerzieller Sicht können sie vorteilhaft mittels der Komponentenfertigung bis hin zum kompletten modularen Aufbau ausgelegt werden, um die vorgesehene Beladungsmenge für verschiedene Leistungsbereiche von CSP-Anlagen abzudecken. Die erfolgreiche Integration von feststoffbasierten, sensiblen Wärmespeichern (SWS) in Parabolrinnen-Kraftwerken hat sich in den letzten zehn Jahren bewährt. Gegenwärtig gewinnt die TES-Technologie für niedrige Temperaturen neben Hochtemperaturanwendungen zur Stromerzeugung zunehmend an Bedeutung. Dies bietet die Möglichkeit, neue gemischte Feststoff-Flüssigkeits-Speichermaterialien zu entwickeln, um die Wärmespeicherdichte zu erhöhen, wie hier am Beispiel eines neuartigen, wassergesättigten zementartigen Materials demonstriert wird, das im Rahmen eines nationalen Projekts zur Speicherung von mit Solarkollektoren gewonnener Energie (IGLU-Projekt) entwickelt wurde. Wegen typischer Eigenschaften der Feststoffe müssen jedoch wichtige spezifische Probleme gelöst werden, um die Leistungsfähigkeit und Stabilität von festen TES-Systemen über einen langen Zeitraum zu gewährleisten. Die gegenwärtigen Bemühungen von Wissenschaft und Industrie konzentrieren sich auf thermische Aspekte als zentrales Hauptanliegen. Feststoffbasierte TES sind jedoch multiphysikalischen Prozessen unterworfen, d.h. das thermische Verhalten ist ein Produkt der gegenseitigen Wechselwirkung mehrerer beteiligter physikalischer Felder und beeinflusst selbst wiederum diese Felder. Das damit verbundene mechanische Verhalten der Wärmespeicherkomponenten hat einen großen Einfluss auf die Zuverlässigkeit und Haltbarkeit des Systems sowie die thermische Leistung, da mögliche Strukturschäden den Wärmetransport durch die TES-Struktur erheblich beeinflussen und die Integrität der Struktur selbst gefährden können. Die Motivation dieses Beitrags liegt in der Entwicklung eines innovativen feststoffbasierten TES-Moduls (IGLU TES) für das oben genannte IGLU-Projekt. Ziel dieses Beitrags ist es, die Leistungsfähigkeit und Integrität von feststoffbasierten TES mit Röhrenwärmetauschern unter multiphysikalischen Bedingungen zu untersuchen, um insbesondere die Möglichkeiten und Folgen eines Versagens durch mechanische Schädigung oder thermische Degradation zu identifizieren. Die Arbeit geht von einer verallgemeinerten thermo-hydro-mechanischen (THM) Analyse des IGLU TES aus, um einen ersten Einblick in die Kopplungseffekte zwischen den verschiedenen physikalischen Feldern und deren relative Bedeutung zu gewinnen. Kritische Bereiche in den Zonen um den Röhrenwärmetauscher werden dann anhand der sich einstellenden Spannungsfelder als kritisch identifiziert, da sie die strukturelle Integrität des Speichermoduls beeinträchtigen können, indem in diesen Zonen die Festigkeit charakterisierende oder bruchmechanische Kriterien überschritten werden. Die so ermittelten kritischen Bereiche erlauben eine vertiefte, strukturspezifische Analyse eines feststoffbasierten TES mit eingebetteten Röhrenwärmetauschern. Insbesondere wird ein analytischer Ansatz vorgeschlagen, indem geeignete Vereinfachungen auf der Grundlage der vorangegangenen numerischen Analysen vorgenommen werden, um eine robuste Analyse derjenigen materialspezifischen und geometrischen Größen durchzuführen, die den größten Einfluss auf die strukturelle Zuverlässigkeit des Speichermoduls ausüben. Die abgeleitete analytische Lösung kann zur Quantifizierung der Abhängigkeit kritischer Spannungen von mehreren Systemparametern, Materialkennwerten und Geometriegrößen herangezogen werden, um unter gewählten Gesichtspunkten eine Systemoptimierung mit großer Designflexibilität für die Speicherkonfiguration durchzuführen. Der analytische Ansatz erfordert nur minimalen Aufwand und eignet sich für frühe Designphasen. Dabei zeigte sich, dass das Risiko von Material- und Strukturversagen auch bei optimaler Auslegung nicht beliebig reduziert werden kann. Daher wird ein Phasenfeld-Ansatz zur Modellierung von Risswachstumsprozessen entwickelt, um wahrscheinliche Schädigungsmuster zu erfassen, die durch die Nichtübereinstimmung der thermischen Ausdehnungskoeffizienten der Systemkomponenten verursacht werden, und den Einfluss der resultierenden Risstopologien auf das thermische Verhalten eines festen TES-Systems zu quantifizieren. Der vorgeschlagene Phasenfeldansatz, formuliert innerhalb eines gekoppelten thermomechanischen Ansatzes, wird auf zwei repräsentative feste SWS-Konfigurationen angewendet, die sich sowohl hinsichtlich des Speichermediums als auch der Speichertemperatur unterscheiden. Innerhalb des Festkörpers wird ein Bruchvorgang beobachtet und die daraus resultierende thermische Leistungsabnahme durch eine Wärmetransportbehinderung in Abhängigkeit des eingeschlossenen flüssigen Mediums mit potentiell niedriger Wärmeleitfähigkeit untersucht, was zu erheblichen Schwankungen der Heizleistung in einem laufenden System führen kann.

Es wird ermittelt, welches Volumen Wasserspeicher besitzen müssen, die bei der ausschließlichen Wärmeversorgung von Häusern mit Wärme, die mit Hilfe von Solarkollektoren gewonnen wird, Wärme im Sommer einspeichern und im Winter entspeichern. Den Berechnungen liegen Messungen über die nutzbare Solarwärme zugrunde. Betrachtet werden Wohnhäuser mit Erdgeschoss und Dachgeschoss mit Wohnflächen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2. Die spezifischen Wärmeverbräuche der Gebäude liegen zwischen 175 und 50 kWh/(m2.Jahr). Die Solarkollektorflächen variieren zwischen 9 m2 und 100 m2. Die Speicherfähigkeit des Wassers definierende Temperaturspreizung in den Speichern zwischen kalter Seite unten und warmer Seite oben beträgt einmal 50 K und zum anderen 60 K. Es werden Speicherwirkungsgrade von 100%, 90% und 80% zugrunde gelegt. Im günstigsten Fall errechnen sich für drei Hausgrößen von 115 m2, 150 m2 und 200 m2 Wasserspeicher Volumina von 5,7 m3, 6,25 m3 bzw. 8 m3.

Die Professur Technische Thermodynamik der TU Chemnitz und die inetz (Netzbetreiber) haben unter technischen und wirtschaftlichen Gesichtspunkten ein hocheffizientes solares Fernwärmesystem (2100 m² Kollektorfläche, 1000 m³ Speicher, max. Netzlast 6-14 MW) für den Stadtteil Brühl in Chemnitz entwickelt. Dieses zeichnet sich durch viele innovative Merkmale (Systemkonzept und -betrieb, Speicher, Hausanschlussstation) aus und berücksichtigt komplexe städtische bzw. gesellschaftliche Zusammenhänge (Akzeptanz, Städtebau, Denkmalschutz, Gebäudeeigentümer, bestehende Versorgungssysteme). In diesem Projekt wurde eine breit angelegte Begleitforschung zur Funktion des Systems durchgeführt. Das Projekt umfasste u. a. die Datenbeschaffung und -auswertung bzgl. des Systems und des Quartiers, die Datenübernahme von der inetz, die Datenverarbeitung und -auswertung sowie die Optimierung des Systems. Es erfolgten spezielle Untersuchungen zur Funktion der Kollektorfelder, des Zwei-Zonen-Speichers, des Nachheizsystems und einer Hausanschlussstation. Aufgrund des Einsatzes von Wasser im gesamten System wurden die Untersuchungen in den Kollektorfeldern mit einem speziellen bzw. mobilen Monitoring realisiert. Numerische Simulationen lieferten das theoretische Verhalten für einen Soll-Ist-Ver gleich. Umgekehrt konnten die Simulationen anhand der Messwerte validiert werden. Die Mess- und Simulationsergebnisse flossen danach in Metamodelle ein. Diese Metamodelle wurden im SolFW-Tool genutzt, um eine einfache und schnelle Berechnung von solaren Fernwärmesystemen in Quartieren zur Verfügung zu stellen. Das SolFW-Tool ist als webbasiertes Simulationsprogramm verfügbar.

Solarthermie trägt wesentlich zur Verbrauchsreduzierung fossiler Energieträger bei. Die für eine thermische Zwischenspeicherung verwendeten Warmwasserspeicher werden häufig mittels schwerkraftbasierten Schichtenladern beladen. Bisher sind die komplexen Strömungsvorgänge im Beladesystem und deren Auswirkungen auf die Speichereffizienz begrenzt bekannt. Im Rahmen dieser Arbeit erfolgt daher eine detaillierte Auseinandersetzung mit den hydrodynamischen Effekten in einem Schichtenlader. Dreidimensionale CFD-Untersuchungen zeigen, dass im Belader Strömungsschwankungen auftreten, welche mit dem Ausströmverhalten korrelieren und den Schichtungsaufbau negativ beeinflussen. Variationen der Betriebsparameter und Beladergeometrie verdeutlichen deren Einflussnahme auf die Strömungseffekte im Beladesystem. Experimentelle PIV/PLIF-Untersuchungen bestätigen die mit der CFD gewonnenen Erkenntnisse wie z. B. Strömungsasymmetrien im Beladerrohr und ein teilweise periodisches Ausströmen. Zusätzlich identifizieren die experimentellen Messungen starke Instationaritäten der Strömung.
Solar thermal energy makes a significant contribution to reducing the consumption of fossil fuels. Hot water storage tanks are often equipped with gravity-based stratification devices. Up to now, the complex flow in the loading system and the effects on storage efficiency are only been rudimentarily known. In this Phd thesis, therefore, detailed examination of the hydrodynamic effects in a stratification device is conducted. 3D-CFD investigations show that a fluctuating flow exists in the device which correlate with the outflow behaviour and has a negative influence on the thermal stratification in the storages. Variations of the operating parameters and device geometry illustrates their influence on flow effects in the loading system. Experimental PIV/PLIF investigations confirm the results obtained from the CFD, such as flow asymmetries in the stratification device and a temporally periodic outflow. In addition, the experimental measurements identify strong instationarities of the flow.