Neben der kundenspezifischen, messtechnischen Untersuchung von Komponenten und Systemen auf Basis der technischen Infrastruktur eines ehemals akkreditierten Solar-Prüflabors geht es in anwendungsorientierten Forschungsarbeiten um die verbesserte Systemintegration thermischer Solartechnik durch den Einsatz zusätzlicher, effizienter Technologien (wie Hybrid-Kollektoren, Latentwärmespeicher und Wärmepumpen).
Als Hochschulinstitution liegt der Schwerpunkt der Aktivitäten natürlich auch auf dem Zusatzangebot für eine praxisorientierte Ingenieurs-Ausbildung, insbesondere im Studiengang "Erneuerbare Energien / Energiesystemtechnik". Darüber hinaus wird im Rahmen der "Saarländischen Lerninitiative für nachhaltige Energienutzung“ (SALINE) ein regelmäßig durchgeführtes Schüler-Solarlabor angeboten.
Das Labor
Projekt- und Abschlussarbeiten (auf renewables.htwsaar.de)
Forschungsprojekte
Veröffentlichungen
Die Ausstattung des Solarlabors basiert auf der technischen Infrastruktur eines seit 1995 im Kundenauftrag tätigen und seit 2001 akkreditierten Prüflabors für thermische Solaranlagen und Solarkollektoren (ehemals TZSB). Das Labor ist im Hochschultechnologiezentrum (HTZ) der htw saar im InnovationsCampus Saar in Saarbrücken-Burbach angesiedelt.
Das leicht zugängliche Prüfdach verfügt bei einer Gesamtfläche von 450 m² über zahlreiche Möglichkeiten der Aufständerung und messtechnischen Ausstattung von Solarthermie- und Photovolaikmodulen auf festen (im Neigungswinkel von 30° und 45°) und zweiachsig nachführbaren Solartrackern (für je bis zu 2 Module). Ebenso ist die Installation und der Betrieb von kompletten thermischen Solaranlagen (bis zu 4 parallel) möglich.
In den vier zur Verfügung stehenden Laborräumen sind unter anderem klimatisierte Prüfstände zur Untersuchung von Wärmespeichern und ein Solar-Simulator für Kollektoren und Photovoltaik-Module bis zu 2 m² Bruttofläche untergebracht.
Die messtechnische und hydraulische Ausstattung erlaubt die Untersuchung von Solarkomponenten in Anlehnung an folgende Normen bzw. Standards
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EN 12975 -1 und ISO 9806: Leistungs-, Dauerhaltbarkeits- und Zuverlässigkeitsprüfungen von thermischen Solarkollektoren, z.B.:
- Bestimmung der Wirkungsgrad- bzw. Leistungskennlinie, der Einstrahlwinkel-Kollektorfaktoren und der Kollektorerträge
- Ermittlung der Stillstandstemperatur unter Referenzbedingungen
- Thermische Schockprüfungen, Überdruckprüfung, Hagelschlagprüfung
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EN 12976-1,2 und ISO 9459,5: Leistungs-, Dauerhaltbarkeits- und Zuverlässigkeitsprüfungen von solarthermischen Kompaktanlagen, z.B.:
- dynamische Leistungscharakterisierung von solaren Trinkwasserwärmungsanlagen
- Überprüfung der Sicherheitsaustattung (inkl.Übertemperaturprüfung)
- Ermittlung des Lasthaltevermögens der Anlagen
- Ertragsvorhersagen auf Basis der ermittelten Anlagenparameter - EN 12977-1,2,3,4,5: Komponentenorientiertes Prüfverfahren für solarthermische Anlagen zur Trinkwassererwärmung und Raumheizung:
- Leistungscharakterisierung des Wärmespeichers
- Reglertest
- TRNSYS-Ertragsvorhersagen basierend auf den Ergebnissen der Komponentenprüfungen
Projekt- und Abschlussarbeiten
Forschungsprojekte
SolWP-Hybrid: Solare Wärmepumpensysteme mit Stromspeicher als Hybridsysteme zur Wärme- und Stromversorgung von Gebäuden
Das Projekt wird im operationellen Programm EFRE Saarland 2014-2020 im Ziel "Investitionen in Wachstum und Beschäftigung", Europäischer Fond für Regional Entwicklung, gefördert.
Veröffentlichungen
- Jonas D., Lämmle M., Theis D., Schneider S., Frey G., Performance modeling of PVT collectors: Implementation, validation and parameter identification approach using TRNSYS”, Journal: Solar Energy (193:51-64) 2019, DOI: 10.1016/j.solener.2019.09.047
- D. Jonas, D. Theis, G. Frey, Implementation and Experimental Validation of a Photovoltaic-Thermal (PVT) Collector Model in TRNSYS, ISES EuroSun 2018 Conference – 12th International Conference on Solar Energy for Buildings and Industry, Rapperswil, Switzerland
Conference Paper - F. U. Rückert, D. Lehser-Pfeffermann, D. Theis, S. Schaar, C. Köhler, R. Friedrich, Computational Fluid Dynamics as a Driver for Teaching Millennials, OOFHEC - The Online, Open and Flexible Higher Education Conference, Aarhus 2018
- G. A. Ruffino, S. Schaar, D. Lehser-Pfeffermann, F. U. Rückert, D. Theis, T. Müller, F. Joos, Numerical Simulation and Measurement for Location Optimization of a Vertical Axis Wind Turbine (VAWT), TURBWIND 2018, Riva del Garda
- F. U. Rückert, D. Lehser-Pfeffermann, T. Müller, F. Joos, D. Theis, Installation and design of a new wind tunnel for measurement of vertical axis wind turbines (VAWT), 2nd World Congress on Wind and Renewable Energy, London 2018
- D. Theis, D. Jonas, A. El jeddab, S. Schneider, F. Rückert, G. Frey, Solare Wärmepumpensysteme mit PVT-Kollektoren und Stromspeicher auf dem HiL-Prüfstand, Posterbeitrag zum Symposium Thermische Solarenergie, Kloster Banz 2018
- D. Jonas, D. Theis, F. Felgner, G. Frey, A TRNSYS-based simulation framework for the analysis of solar thermal and heat pump systems, April 2017
- D. Jonas, G. Frey, D.Theis, Simulation and performance analysis of combined parallel solar thermal and ground or air source heat pump systems, Solar Energy, Volume 150, 1 July 2017
Download: https://authors.elsevier.com/a/1V0BB,tRd2rJA - D. Jonas, D. Theis, F. Felgner, G. Frey, A User-friendly Simulation Framework for the Analysis of Solar Thermal and Heat Pump Systems using TRNSYS, 8th IEEE International Renewable Energy Congress (IREC2017), Amman/Jordan, 2017
- D. Theis, Qualitätssicherung bei Solaranlagen durch akkr. Prüflabore, 10. Solartagung Rheinland-Pfalz 2014
- S. Herkel, J. Glembin, D. Theis, E. Sperber, J.Binder, Energiewende im Heizungskeller: Low-Ex-Systeme, FVEE Themen 2014
- C. Schorn, D. Theis, The Concept of Test Centre Development with Respect to the Establishment of Test Capacities for Solar Thermal Markets, Energy Procedia 57, 2014
- H. Altgeld, D. Jonas, M. Mahler, C. Schmidt, D. Theis, Solarthermische Nutzung der Gebäudefassade durch integrierte Absorberelemente, 23. Symp. Thermische Solarenergie 2013
- N. Alkishriwi, C.A.Schorn, D. Theis, The international standards for solar thermal collectors and components as a medium of quality assurance, International Conference and Exhibition on Renewable Energy, Tripoli 2013
- D. Theis et. al, Implementation of the 2 nodes model for the collector performance characterisation, 4.ESTEC-Konferenz, München 2009
- D. Theis, T. Bischoff, C. Schorn, T. Schabbach, A Dohle, Präzise Messungen und kurze Prüfzeiten zum kleinen Preis - Aufbau eines Prüfstandes zur Leistungsmessung von Solarkollektoren an der FH Nordhausen, 18. Symp. th. Solarenergie, Kloster Banz 2008
- D. Theis, U. Bruch, N. Zwosta, Das Solargewächshaus - ein Konzept zur Verbesserung der Energieeffizienz im Gartenbau, 18. Symposium Thermische Solarenergie, Kloster Banz 2008
- T. Schabbach, D. Theis, Leistung und Gebrauchstauglichkeit solarer Kompaktanlagen - Praxiserfahrungen mit der aktualisierten Norm EN 12976, 16. Symp. Thermische Solarenergie 2006
- D. Theis, S. Grass et. al., Nachwachsende Materialien im Einsatz als Wärmedämmung in thermischen Solarkollektoren - Beispiel Graswolle, 16. Symp. Thermische Solarenergie 2006
- D. Theis, M. H. Jilavi et.al, Glasabdeckungen für Flachkollektoren mit kombinierter Antischmutz- und Antireflexbeschichtung, 14. Symp. Therm. Solarenergie, Kloster Banz 2004
- H. Altgeld, M. Mahler, D. Theis, FAUSOL - Fault Detection and Diagnosis Tool for Solar Domestic Hot Water Systems, 10. Symposium Thermische Solarenergie, Kloster Banz 2000
- H. Altgeld, M. Mahler, F. Schuster, D. Theis, FUKS - Garantie solarer Erträge durch Funktionskontrolle bei kleinen thermischen Solaranlagen, 11. Int. Sonnenforum, Köln 1998
- H. Altgeld, D. Theis, F. Gawantka, GARSOL - Guarantee of Results for Solar Domestic Hot Water Systems, 6. Symp. Th. Solarenergie, Kloster Banz 1996
Das Labor für Solare Energiesysteme wird aus Mitteln des Landesforschungsförderungsprogrammes des Saarlandes gefördert. Für diese Förderung bedanken wir uns!
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Ingenieurwissenschaften
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66117 Saarbrücken
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