Løgumkloster målinger Jan Erik Nielsen
1) Savosolar solfanger med Strip absorber 2) Savosolar solfanger med Direct Flow MPE absorber - 1. generation 3) Savosolar solfanger med Direct Flow MPE absorber - 2. generation
3 Vejrdata i den valgte periode 12 25 1 2 8 15 6 1 4 5 2 1-3 16-3 31-3 15-4 3-4 15-5 3-5 14-6 29-6 14-7 29-7 13-8 Ta G Dagsmiddel (G)
, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 1 57 113 169 225 281 337 393 449 55 561 617 673 729 785 841 897 953 19 165 1121 1177 1233 1289 1345 141 1457 1513 1569 1625 1681 1737 1793 1849 195 1961 217 273 2129 2185 2241 2297 2353 249 2465 2521 2577 2633 2689 2745 281 2857 2913 2969 325 381 3137 3193 3249 335 3361 3417 3473 3529 3585 3641 3697 3753 389 3865 3921 3977 433 489 4145 Strip-solfanger Tu1 Ti1
, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 1 57 113 169 225 281 337 393 449 55 561 617 673 729 785 841 897 953 19 165 1121 1177 1233 1289 1345 141 1457 1513 1569 1625 1681 1737 1793 1849 195 1961 217 273 2129 2185 2241 2297 2353 249 2465 2521 2577 2633 2689 2745 281 2857 2913 2969 325 381 3137 3193 3249 335 3361 3417 3473 3529 3585 3641 3697 3753 389 3865 3921 3977 433 489 4145 1.generation Tu4 Ti4
, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 1, 1 57 113 169 225 281 337 393 449 55 561 617 673 729 785 841 897 953 19 165 1121 1177 1233 1289 1345 141 1457 1513 1569 1625 1681 1737 1793 1849 195 1961 217 273 2129 2185 2241 2297 2353 249 2465 2521 2577 2633 2689 2745 281 2857 2913 2969 325 381 3137 3193 3249 335 3361 3417 3473 3529 3585 3641 3697 3753 389 3865 3921 3977 433 489 4145 2. generation Tu3 Ti3
8 Input / Output 7 6 5 4 3 2 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 11 Stripsolfanger "1. Generation" "2. Generation"
8 Input / output - Valide punkter 75 7 65 6 55 5 45 4 35 3 8 85 9 95 1 15 11 Strip-solfanger "1. Generation" "2. Generation" Lineær (Strip-solfanger) Lineær ("1. Generation") Lineær ("2. Generation") y =,8911x - 287,64 y =,8996x - 255,81 y =,95x - 267,34
kwh/m² Tm-Ta C kwh/m² Tm-Ta C Ydelser i perioden Årsydelser (1/8 216-31/7 217) 5 5 5 5 45 4 35 4,7 37,7 37,2 45 4 35 45 4 35 41 38,7 447 35,6 45 4 35 3 285 311 37 3 3 3 25 25 25 25 2 2 2 2 15 15 15 15 1 1 1 1 5 5 5 5 Stripsolfanger 1. Generation 2. Generation Stripsolfanger 1. Generation Indstråling i perioden: 775 kwh/m² Indstråling i året: 1173 kwh/m²
Det ses MPE solfangerne yder 8-9 % mere end stripsolfangeren. 2. generation MPE solfanger yder ikke mere end 1. generation MPE en Ca. 45 kwh/m² bruttoareal er en god ydelse i et ikke alt for godt solår. Svarer til knap 5 kwh/m² baseret på nettoareal (transparent areal).
Simpelt ydelsestjek
Ved ydelsestjek mv. er anvendt en data fra Solar Keymark certificeret Savosolar solfanger. Certifikatet er fra 216-1-7, altså fra et godt stykke tid efter at solfangerne er opstillet. Ifølge Savosolar er de solfangere der er benyttet i 1.G og 2.G felterne ikke helt identiske med den her anvendte solfanger, som er af nyere dato. Det er samme data der benyttet til beregning af ydelse for alle 3 solfangere.
Ydelse i % 13% Ydelsen som funktion af k 5 12% 11% 1% 99% 98% 97%,92,93,94,95,96,97,98,99 k 5
TIP: Ved sammenligning af forskellige solfangere kan som et første hug benyttes et gennemsnit af Keymark-ydelser for 5 og 75 C i Stockholm. 474 kwh/m² Vær opmærksom på om det er pr. m² gross area eller aperture area - der er typisk ca. 1 % forskel! Gross area: Bruttoareal (hele frontarealet) Aperture area: Nettoareal (kun glasarealet)
The expected performance is calculated according to: Q forv = A * [ n *G - a 1 *(T s,mid -T l ) - a 2 *(T s,mid -T l )²] W where: Q forv : Expected output W A: Collector area m² n : Zero loos efficiency - a 1 : 1. order heat loss coefficient W/(K*m²) a 2 : 2. order heat loss coefficient W/(K²*m²) G : Solar radiation on collector plane W/m² T l : Ambient air temperature (ventilated, shadowed) C T s,mid = (T sf + T sr )/2 C, where T sf : Forward temp. from collector field to heat exchanger C T sr : Return temp. to collector field from heat exchanger C
Following criteria have been used for selection of data: Solar radiation: G 8 W/m² No icing/snow (T l 5 C) No shadows (solar height big enough to ensure that shadow from front rows do not shadow rows behind) Incidence angle 3 Chance in collector loop mean temperature 5 K within an hour
Permitted periods chosen for selecting data Period Permitted times for recording mean values hours/ days/ Expected no. for the hour before day period valid records 11: 12: 13: 14: 12-mar 18-mar X 1 6 1 19-mar 31-mar X X 2 12 5 1-apr 22-apr X X X 3 21 2 23-apr 26-jul X X X X 4 94 1 27-jul 6-sep X X X 3 41 4 7-sep 28-sep X X 2 21 1 Year 195 176 The periods in the table have been selected so to avoid influence from: reflections due to high incidence angle shadowing from row in front The actual measuring period from 1/3 to 22/8 217 contains 149 valid data records for all 3 collector fields. All valid data records are counted.
Strip-solfanger 1. generation 2. generation 1 1 1,9,9,9,8,8,8,7,7,7,6,6,6,5,5,5,4,4,4,3,3,3,2,2,2,1,1,1 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 1 2 3 4 5 6 Efficiency (Calc) Efficiency(Meas) Efficiency (Calc) Efficiency(Meas) Efficiency (Calc) Efficiency(Meas) Lineær (Efficiency (Calc)) Lineær (Efficiency(Meas)) Lineær (Efficiency (Calc)) Lineær (Efficiency(Meas)) Lineær (Efficiency (Calc)) Lineær (Efficiency(Meas)) NB. Alle solfangere er sammenlignet med det samme datablad: 11-7S2688 (vist tidligere)
Målt og beregnet kwh/m² Målt i % af beregnet 1 1 9 9 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation NB. Alle solfangere er sammenlignet med det samme datablad: 11-7S2688 (vist tidligere) 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation Målt Beregnet %
Andel diffus stråling [%] Gdif/Gtot Gtot>8 W/m² 7 6 5 Stadig stor andel diffuse stråling ved høje indstrålingsniveauer. Altid mere end 1 % diffuse stråling. 4 3 Korrektionsfaktor på diffuse stråling er dette tilfælde beregnet til.89. 2 Hvad betyder dette? 1 y = -,623x + 79,28 75 8 85 9 95 1 15 11 Gtot [W/m²]
Målt og beregnet kwh/m² - korrigeret Målt i % af beregnet - korrigeret 1 1 93,6 92,6 9 9 87,6 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation NB. Alle solfangere er sammenlignet med det samme datablad: 11-7S2688 (vist tidligere) 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation Målt Beregnet %
Målt og beregnet kwh/m² - ukorrigeret Målt i % af beregnet - ukorrigeret 1 1 9 9 84,9 9,7 89,7 8 8 7 7 6 6 5 5 4 4 3 3 2 2 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation NB. Alle solfangere er sammenlignet med det samme datablad: 11-7S2688 (vist tidligere) 1 Stripsolfanger 1. Generation 2 Generation Målt Beregnet %
Det ses at korrigeres den beregnede ydelse for vinkelafhængighed og skygge for den diffuse stråling, beregnes der ca. 2.7-2.9 % mindre ydelse - selv ved stråling > 8 W/m². Det bør overvejes at tage hensyn til dette ved garantiydelses-tjek. Måle diffuse stråling Estimere/antage en diffus strålingsandel på måske 2-25 % DS S213 arbejder på et forslag til international standard for tjek af garantiydelser for store solvarmeanlæg (baseret på eksisterende dansk praksis). Her er disse målinger som også har diffus stråling til stor nytte.
Løbende overvågning Real-time control med Quasi-Dynamisk Model for solfangerfelt
Der er her opstillet en model af solfanger og rørsystem som inkluderer væskeindhold og simulerer anlæggets drift time for time. C*dTm/dt = n*g UL*(Tm-Ta) m cp*(tu-ti) Tm,1 = [Tm,*(1-B1/2) + B2] / [1+B1/2] Med: B1 = (UL +2*m cp)*dt/c B2 = (n*g+ UL*Ta+2*m cp Ti)*dt/C [Quasi-dynamisk model for simulering af solfangerfelter - beskrivelse og validering, Løgum Kloster felt 4, Jan Erik Nielsen, Daniel Trier, Rev. 6/12 216]
Tout [ C] 1, Tout - measured and calculated Hourly values Tout,meas Tout,cal 9, 8, 7, 6, 5, 4, 3, 2, 1,, 5-8-216 7-8-216 9-8-216 11-8-216 13-8-216 15-8-216 17-8-216 God overensstemmelse - dog med tendens til lidt højere beregnede temperaturer
Qout [MWh] 4,5 Qout - Measured and calculated Hourly values Qout,meas Qout,cal 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5-8-216 7-8-216 9-8-216 11-8-216 13-8-216 15-8-216 17-8-216 God overensstemmelse - dog tendens til lidt højere beregnede ydelser.
MWh 25 Daily output - measured and calculated Based on hourly values Qmeas MWh Qcal MWh 2 15 1 97.6 % 5 God overensstemmelse - lidt højere beregnede ydelser
Det ses at der er bedre overensstemmelse mellem målt og beregnet ydelse når man benytter den dynamiske model - for den her udvalgte korte periode. Målt/beregnet dynamisk model i perioden 5/8-17/8: 97.6 % Målt/beregnet ved ydelses-tjek i perioden 5/8-17/8: 94.7 % Den dynamiske model kan - evt. efter kalibrering - benyttes til at overvåge driften af anlægget, og hele tiden holde øje med om anlægget kører og yder som det burde.
Tou [ C] 1, Tout - measured and calculated - hourly values with indication of warnings and errosr Tout,meas Tout,cal Error Warning 8, 6, 4, 2,, 5-8-216 7-8-216 9-8-216 11-8-216 13-8-216 15-8-216 17-8-216 Mulighed for indikation ved afvigelser mellem målte og beregnede temperaturer
Q [MW] 5, Q - målt & beregnet - timeværdier med indikering af advarsler og fejlmeddelelser Qout,cal Qout,meas Warning Error 4,5 4, 3,5 3, 2,5 2, 1,5 1,,5, 5-8-216 7-8-216 9-8-216 11-8-216 13-8-216 15-8-216 17-8-216 Mulighed for indikation ved afvigelser mellem målte og beregnede ydelser
Tak for opmærksomheden Jan Erik Nielsen, jen@planenergi.dk