Entwicklung und Optimierung von Regelstrategien für eine Solarthermieanlage

Abstract

Ziel dieser Arbeit ist es, die Betriebsweise einer Solarthermieanlage durch die Integration von Regelstrategien in die Anlagensteuerung zu optimieren. Darauf aufbauend sollen unterschiedliche Verschaltungen der Sonnenkollektoren gegenübergestellt werden. Für die Berechnung der Kollektorwirkungsgrade wurde ein Solarüberwachungssystem, das die direkte, diffuse und globale Bestrahlungsstärke misst, in die Anlage integriert. Für den Entwurf der Regler wurden zunächst die Regelstrecken untersucht. Anschließend wurden die Regler mithilfe des grafischen Programmiersystems LabVIEW programmiert und in die Anlagensteuerung integriert. Abschließend wurden erste Messdaten mit einem Auswerteprogramm ausgewertet. Dabei wurde die Funktion des Solarüberwachungssystems und der Regelung verifiziert. Die durch die Anlagensteuerung berechneten Wirkungsgrade lieferten vor allem bei stark schwankendem Solarangebot weniger aussagekräftigen Werte.

The goal of this paper is to optimize the operating mode of a solar thermal system by integrating control strategies into the control system. Building on that different connections of solar thermal collectors are compared. For the calculation of collector efficiencies a solar monitoring system, which can measure direct, diffuse and global irradiance, has been integrated into the system. For the design of the controllers the control routes were examined first. Subsequently the controllers have been programmed and integrated into the control system using the graphic programming system LabVIEW. Finally first measurement data were evaluated with an evaluation program. In the process the function of the solar monitoring system and the control has been verified. The efficiencies, which are calculated by the control system, provided less meaningful values, particularly when the solar supply is fluctuating greatly.