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Energie- und CO2-Bilanzen von Solarkollektoranlagen

Energy and CO2 analysis of solar collector systems

  • Originalarbeiten — Research Papers
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Forschung im Ingenieurwesen Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Solarkollektoranlagen werden ebenso wie andere regenerative Energieanlagen meist als CO2-frei angesehen, da für ihren Betrieb keine fossilen Brennstoffe eingesetzt werden. Die umfassende Beurteilung eines Energiesystems hinsichtlich seines potentiellen Beitrags zur CO2-Minderung darf sich jedoch nicht auf die betriebsbedingten Emissionen beschränken, sondern muß den kumulierten Energieeinsatz und die hiermit verbundenen CO2-Emissionen im gesamten Lebensweg des Systems erfassen. Im Fall einer Solarkollektoranlage zählen hierzu insbesondere die herstellungsbedingten Emissionen und die Emissionen aufgrund des Strombedarfs der Kollektorkreispumpe. Eine solche Analyse wurde für Solarkollektoranlagen zur Brauchwasserbereitung durchgeführt. Es zeigt sich, daß das CO2-Minderungspotential von Solarkollektoranlagen bei Berücksichtigung dieser Emissionen signifikant vermindert wird, wobei die Auslegung der Anlage einen entscheidenden Einfluß besitzt.

Abstract

Energy systems based on solar collectors or other renewable energy sources are normally regarded as CO2 zero-emission systems because nearly no fossil fuels are used to operate the systems. But the complete evaluation of an energy system concerning its CO2 reduction potential must not be restricted to the emissions during the operation of the system. The cumulative energy demand and the cumulative CO2 emissions during the life cycle have to be considered. In case of a solar collector system, in particular the production-determined emissions and emissions due to the requirement of auxiliary electric power for the collector pump are important. An energy analysis is this kind was performed for solar domestic hot water systems. It is shown that the consideration of the life cycle emissions reduces significantly the CO2 reduction potential of solar collector systems whereby the design of the system has a major influence.

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Abbreviations

A Kol :

Kollektorfläche

A V :

Verarbeitungsaufschlag

Ĉ H :

Kumulierte CO2-Emissionen der Herstellung

f sol :

solarer Deckungsanteil

(kA)sp :

mittlerer Flächenwärmedurchgangskoeffizient für den Speicher

KEA H :

Kumulierter Energieaufwand für die Herstellung

KEA cl,H :

Kumulierter elektrischer Energieaufwand für die Herstellung

KEA B,H :

Kumulierter Brennstoffenergieaufwand für die Herstellung

Q ges :

Gesamtwärmebedarf

Q sol :

von der Solaranlage bereitgestellte Wärme

Q zus :

von der Zusatzheizung bereitgestellte Wärme

V sp :

Speichervolumen

Z C :

CO2-bezogene Amortisationszeit

Z pr :

primärenergetische Amortisationszeit

ɛ kj :

Kumulierter Energieaufwandskoeffizient

η ref :

Nutzungsgrad des Referenzsystems

η ZHz :

Nutzungsgrad der Zusatzheizung

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Drake, F.D., Bode, A. Energie- und CO2-Bilanzen von Solarkollektoranlagen. Forsch Ing-Wes 64, 317–324 (1999). https://doi.org/10.1007/PL00010843

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  • DOI: https://doi.org/10.1007/PL00010843

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