Ohne irgendeine Steuerung läuft kaum eine Solaranlage, sei es nur eine Schaltuhr oder wie hier gleich zwei komplexere Steuerungen.
Hier kommen zwei UVR 1611 der Technischen Alternative zum einsatz.
Eine davon Steuert die komplette Solaranlage inkl. Verbraucherbedienung und die Poolpumpe,
die Andere steuert die Heizung und die solare Beladung über dessen zwei Wärmetasucher im Puffer, die Puffer-Warmwasseraufbereitung und die Zirkulationspumpe
Da die beiden Steuerungen rund 20 Kabelmeter voneinander entfernt sind, wurde von vorherein mit zwei Steuerungen und CAN-BUS verbindung geplant.
So befinden sich beide Steuerungen dort wo jeweils die meisten Fühler und die meisten Stromverbraucher direkt bei der jeweiligen Steuerung sind.
Besonderes:
Poolbeheizung unter optimaler einbindung des Puffers:
Sicherlich ist es ein einfaches ein Pool und ein Puffer über eine Steuerung zu beladen.
Im Sinne von: Wenn Puffer voll, dann Pool
Dies entspricht aber nicht den Anforderungen dieser Solaranlage!
Die Anforderung lautet: Anstatt wie bisher mit Gas, soll das Pool solar, wie bisher auf mindestens 26 Grad beheizt werden
Das bedeutet im Klartext: Das Pool hat absoluter Vorrang bis zum Sollwert
Da aber doch zweitweise zuviel Energie vorhanden ist, überlegte ich mir, wann dieser Ueberschuss vorhanden ist und ich das einer Steuerung ohne Wetterprognosen beibringen kann.
Auf diesem PDF Auschnitt ist die Ladestrategie relativ gut zu sehen.
Zum besseren Verständnis:
Solar4 erwärmt den Puffer bis 55 Grad
Solar9 erwärmt den Pool bis 27 Grad
Solar 5 erwärmt den Pool bis 70 Grad
Solar8 erwärmt den Puffer bis 80 Grad
Das ganze PDF kann ich hier nun nicht im Klartext beschreiben, doch es verhält sich in etwa wie folgt:
Strahlung < 300 Watt: alles in Pool
Strahlung > 300 Watt und < 800 Watt erst in Pool bis dieser 27 Grad hat und dann Puffer bis 55 Grad, dann wieder in das Pool
Stralung >800 Watt erst den Puffer bis 55 Grad, dann den Pool bis 27 Grad und dann den Puffer bis 80 Grad und dann wieder in das Pool
Somit sind fünf Dinge auf einmal gelöst.
- Es wird. z.B. nicht versucht bei 50 Watt Einstrahlung und Regen den Puffer zu beladen (was nie gehen würde) sondern gleich in das Pool abgeführt
- Der Puffer kann mit einer Einstrahlung über 300 resp. über 800 Watt immer gut geladen werden (in der Regel innert 1 bis max. 2 Stunden)
- Es werden so die Spitzen abgeschnitten und somit nur Energie abgenommen, wenn quasi zuviel Energie vorhanden ist
- Das Pool hat eine fast gleichbleibende Temperatur (Im Juli 2009 war der Schnitt 27.9 Grad, höchsttagesschnitt: 30.2, tiefsttagesschnitt: 26 Grad)
- Der Puffer mit den höheren Betriebstemperaturen wird geladen wenn die Umgebungstemperatur schon höher ist und nicht am frühen morgen
Da die Anlage so berechnet wurde, dass während der ganzen Badesaison die Pooltemperatur 26 Grad haben sollte, sind im Juli/August Temperaturen über 30 Grad nicht auszuschliessen.
Für diesen Fall habe ich eine "Notbremse" eingebaut. Die Pumpen regeln bei einer Poolwassertemperatur von 30.5 Grad auf 90 Grad Vorlauftemperatur. Damit werden ein paar Dinge angestrebt:
- Der Puffer wird damit bis auf ca. 80 Grad geladen
- Durch den schlechteren Wirkungsgrad der Kollektoren bei so hohen Kollektortemperaturen gehen etwa 20-40% der Energie verloren und nicht in das Pool
- Die Pumpen brauchen dabei viel weniger Leistung und sparen Strom
- Es wird kein Ertrag mitgezählt der nicht auch gebraucht wird (man kann sich aber immer noch streiten ob ein Pool 30 Grad braucht; aber angenehm ist es!)
Bis jetzt haben sich die Ladestrategien gut bewährt, doch wie es sich in den Uebergangszeiten verhält wird sich zeigen
Puffer beladung:
Von den vier Fühler am Puffer ist leider einer etwas "tief "geraten.
Dieser befindet sich unterhalb des Wärmetauscherausganges und zeigt somit nicht die Werte an wozu er eigentlich dort sein sollte.
Würde man nun den Puffer aufgrund des Ausgabewertes des untersten Fühlers beladen, würde erst Wärme entzogen.
Scheint weiterhin die Sonne und es ist drausse nicht zu kalt ist das nicht ganz so schlimm und käme in etwa einer Reihenschaltung der Kollektoren gleich.
Wenn die Anlage jedoch nur bruchstückweise arbeitet geht jedesmal mehr Wärme raus, als rein.
Aufgrund der Datenaufzeichnung war ganz schnell klar, welche Temperatur unten am Wärmetauscher wirklich ansteht, denn der RL-Fühler für die Wärmemengenzählung soll ja auch sonst gebraucht werden können.
Die dort vorhandene Temperatur entpricht ziemlich genau folgendem Wert: Mittelwert zwischen dem Fühler unten (unterhalb dem WT Ausgang) und dem Fühler darüber (unterer WT Eingang).
Diese ermittlung konnte aber nur bei geladenem Puffer überprüft werden, Wie es im Winter aussieht muss noch überprüft werden.
Wärmemengenzähler:
Die damit verbundenen Sensoren lassen sich in einem Speziell dafür vorgesehnen Menue parametrieren.
Dies wurde auch erst gemacht; doch auweia bei der nächsten überschreibung der Funktionsdaten waren sie verloren und nicht notiert.
Keine Lust diese Prozedur wieder zu machen und dann später waren die Sensoren auch zuisoliert ging ich wie folgt vor:
Nachts um 1 Uhr morgens die Pumpen unter Vollast 1 Stunde rennen lassen, während dessen immer wieder die Werte des ersten und letzten Sensors (es sind insgesammt 3 Sensoren) nach unten und oben korrigiert bis alle drei Werte übereinstimmten.
Diese Werte schwanken minimal, es ist also etwa Geduld von nöten.
Die geschah bei einer Fluidtemperatur von ca. 19 Grad.
Die Frage war nun, stimmen auch die differenz Werte dann bei höheren Temperaturen?
Da die Anlage nicht wie nachts konstant mit 50 oder 80 Grad gefahren werden kann, half hier die Datenaufzeichnung.
Da die Wärmemengenzählung nie zwangsausgeschaltet ist (immer (24 Stunden) werden alle 3 Sensoren mit dem Volumenstromgeber auswertet), ging ich wie folgt vor:
Wenn also zwischen Sensor 1 und Sensor 2 Energie abgeführt wird darf sich die Zählerstand zwischen Sensor 2 und Sensor 3 nicht verändern.
Gleich verhält es sich wenn Energie zwischen Sensor 2 und Senor 3 abgeführt wird, denn hier darf sich die Zählerstand zwischen Sensor 1 und Sensor 2 nicht verändern.
Die Variante geht so natürlich nur, wenn auch zwei Zähler so programmiert wurden. In diesem Falle wurde einer für den Puffer und einer für das Pool programmiert.
In den Aufzeichnungen über Stunden bei der Beladung des Puffers und der "Beladung" des Pools diese Werte (Zählerstände) untersucht und es kann keine Zählerstandsveränderung über 0,1kWh festgestellt werden.
Selbst die Sensorschwankungen von 0,1 Grad heben sich nach oben und unten auf und ergeben keine grösseren Wertunterschiede als die 0,1kWh auf einen ganzen Tag.
Wenn hier also etwas nicht stimmen könnte, dann ist es allerhöchstens der Volumenstromgeber selber.
Somit sind also nicht die Werte der Kalibration geändert, sondern gleich Sensorkorrekturen an den Fühler selbst.
Die Fühler und das scheint mir wichtig, haben alle die gleichen Kabellängen (und gleicher Querschnitt) und sind vom gleichen Typ (Auch wenn wie hier Sensorkorrekturen durchgeführt wurden).
Sensoren:
Bezüglich den Sensoren kann ich gar nichts schlechtes schreiben.
Doch auch hier wurde etwas wichtiges festgstellt:
Aendert sich die Kabellänge, ändert sich der Wert!
Diese Differenz kann relativ gross sein. Ich habe unterschiede von 1 Grad festgestellt.
Diese Unterschiede treten auf wenn:
Die Leitung des Kabels bis zum Sensor selbst einen Querschnitt unter 1.5mm2 aufweisen.
Bei ca. 18 Meter 0,75mm2 zuleitung machte dies genau 1 Grad aus!
Bei einer Pooltemperatur ist 1 Grad unterschied doch relativ viel wenn es um den ganzen Körper geht.
Nachgerechnert habe ich dies nicht, wer mag, kann dies tun und mir gerne berichten.
Bei Sensoren des gleichen Typs, aber unterschiedlicher Anschlusslänge waren bei einer Differenz von 3 Meter auch 0.3 Grad Sensor Korrektur von nöten.
Die Korrekturen sind immer "minus", da der Wert immer zu hoch ist (längere Zuleitung = höherer Wiederstand = höherer Wert)
Da ich haufenweise 2 Meter zuleitung auf ein 1.5mm2 Kabel habe, hielt sich der Aufwand in Grenzen.
Wichtig ist auch weniger ob sie als solches stimmen, sondern, dass alle die gleiche Abweichung haben und somit von einem "gleichen" Wert ausgeben.
....to be continued