Der Bereich Forschung und Entwicklung ist für SOLID ein elementarer Bestandteil der Unternehmensstruktur welcher kontinuierlich und effizient ausgebaut wird. Durch gute Kooperation mit Universitäten (Theorie) und Wirtschaft (Praxis) tauscht SOLID Erfahrungen aus und nutzt das Know-how gezielt um Motor für Innovationen und deren Verbreitung zu sein.

SOLID ist sowohl national als auch international an zahlreichen Forschungsvorhaben beteiligt und auch selbst Koordinator großer F&E Projekte. Im Kerngeschäft, den thermischen Großsolaranlagen, ist SOLID national führend. Das F+E Portfolio erstreckt sich von solarer Prozesswärme, Optimierung solarer Kühlung, Großwärmepumpenintegration, Kollektorentwicklung, Speichertechnologie bis hin zur automatisierten Überwachung von solaren Großanlagen.

 

IEA Task 45 Projektmeeting Wärmepumpe Andritz  Green Blue Energy Factory Award 

Aktuelle Forschungsprojekte von SOLID

 

sBSc – „scaled BIG SOLAR control“

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Ziel des Projekts sBSc – „scaled BIG SOLAR control“ ist die Entwicklung optimierter Regelungsstrategien und -software zum kosteneffizienten Betrieb großer Solanlagen mit saisonalem Speicher und Absorptionswärmepumpe zur Fernwärmeeinspeisung.


Bezüglich Systemkonzept und Komponenten orientiert sich das gegenständliche Vorhaben an Big Solar Graz (BSG). Dieses Projektvorhaben sieht eine Großsolaranlage mit 450.000 m2 Kollektorfläche und einem Saisonspeicher mit 1.800.000 m3 vor, sowie Absorptionswärmepumpen mit einer Gesamtleistung von 96 MW und einer Nachheizung mit 120 MW. Das Systemdesign ist innovativ und in dieser Größenordnung bisher weltweit einmalig.

 

 Big Solar Graz Systemschema


Abbildung 1: Big Solar Graz – Systemschema mit den wesentlichen Komponenten

 

 Die Regelung solcher Solarsysteme ist eine der größten Herausforderungen für deren zuverlässigen und kosteneffizienten Betrieb. Dabei muss das Risiko von Störungen und Ausfällen minimiert und die Regelung in Hinblick auf die Energiebereitstellung wirtschaftlich und technisch optimiert werden. Im Weiteren stellt die Einbindung von Absorptionswärmepumpen aufgrund vielfältiger Vernetzungen mit anderen Systembereichen eine Unsicherheitsquelle dar. Um das Umsetzungsrisiko für Big Solar-Projekte zu reduzieren und den optimalen Betrieb zu gewährleisten, ist es essentiell, vorab das entsprechende Regelungswissen aufzubauen.


Dazu wird eine Testanlage im Energietechnik-Labor von der AEE GmbH installiert, bei welchem die wesentlichen Komponenten und die hydraulische Verschaltung von Big Solar Graz in kleinem Maßstab repräsentativ nachgebaut bzw. simuliert werden. Die Realisierung erfolgt nach dem Hardware-in-the-Loop Prinzip, wobei eine Absorptionswärmepumpe angeschafft wird und Speicher/Kollektorfeld und Nachheizung simuliert werden. Die Regelung des Teststandes wird in Hinblick auf die Regelungsaufgaben von Big Solar Graz implementiert und optimiert.


Die optimierten Regelungsstrategien, die Regelungssoftware und das generierte Know-how werden anschließend auf Big Solar Graz und vergleichbare Projekte angewandt.

 

Dieses Projekt wird aus Mitteln des Europäischen Fond für regionale Entwicklung kofinanziert.


Nähere Informationen zu IWB/EFRE finden sie auf www.efre.gv.at

PITAGORAS

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PITAGORAS  - „Sustainable urban Planning with Innovative and low energy Thermal And power Generation from Residual And renewable Sources”
Der Fokus im Projekt PITAGORAS liegt in der effizienten Wärmeversorgung von Stadteilen und Industriegebieten durch sogenannte „Smart Grids“.
13 Institutionen aus sieben europäischen Ländern arbeiten gemeinsam an der Entwicklung und Umsetzung von zwei Demonstrationsobjekten in Italien und Österreich.
Die italienische Demo umfasst Abwärmenutzung von Metallverarbeitung, Speisung einer Dampfturbine sowie Einspeisung ins Fernwärmenetz Brescia.
Fokus der österreichischen Demo ist die Optimierung thermischer Energiebereitstellung einer Stadt bzw. eines Stadtteils durch intelligente Nutzung vorhandener Industrieabwärme, Solarthermie, Kurz- und Langzeitspeicher, sowie Lastenmanagement bestehender Nah- bzw. Fernwärmenetze. Geplant ist durch Solaranlagen mit einer gesamten Kollektorfläche von ca. 10.000 m2 und eines speziell in dem Projekt entwickelten Speichers mit ca. 60.000 m3 Speichervolumen einerseits durch die saisonale Speicherung direkt einen Stadtteil mit Wärme zu versorgen, andererseits Lastspitzen von bestehenden Wärmeversorgungsnetzen zu glätten.
“The research leading to these results has received funding from the European Union Seventh Framework Programme FP7/2007-2013 under gran agreement nº ENER/FP7EN/314596/PITAGORAS”

 

Methodiqa

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Das Projekt  METHODIQA verfolgt das Ziel, eine innovative Monitoring-Lösung für erneuerbare Wärmesysteme zu entwickeln. METHODIQA selbst ist ein computergestütztes Monitoring-System zur Qualitätssicherung.
Zentral ist ein „intelligentes“ Monitoring-System, das in Echtzeit den laufenden Anlagenbetrieb analysiert und Optimierungspotentiale aufzeigt. Merkmale der webbasierte Software sind:
• berechnet Benchmark-Werte und technische Kennzahlen zu den
   Wärmeversorgungsanlagen
• bietet unterschiedliche Visualisierungsmöglichkeiten von Anlagenschemata
   und Betriebsdaten (aktuelle Werte, Trends, etc.)
• ermöglicht eine automatische Bewertung und ggf. Fehlerdiagnose
   von Betriebsdaten
• erstellt in wählbaren Zeitintervallen übersichtliche Ergebnisberichte
   zum Anlagenbetrieb

Derzeit hat METHODIQA vorrangig zum Ziel das Monitoring für Biomasseheizwerke, thermische Solaranlagen und Kombinationen von Solar, Biomasse und fossilen Energieträgern deutlich zu verbessern. Künftige Erweiterungen sind möglich und angedacht.

 

CommONEnergy

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Das EU Project CommONEnergy hebt die Umrüstung von Einkaufszentren für Energieeinsparung, Energieeffizienz und auf Erneuerbare Energien hervor. Einkaufszentren bieten die Chance zu Leuchttürmen Energieeffizienter, moderner Architektur zu werden.
SOLID wird kleine solare Demoanlage von 60m² Größe zu Testzwecken installieren. Des Weiteren wird Solid Machbarkeitsstudien für große solarthermische Anlagen ausarbeiten, welche unterschiedliche klimatische und technische Bedingungen -wie Speicher- und Kontrollsysteme- berücksichtigen. Das gesamte Konzept des CommONEnergy Projektes beinhaltet:
•  Integrative Modellierung der Umwelt
•  Energie-ökonomische Bewertungswerkzeuge
•  Managementverfahren
•  Umwelt und soziokulturelle Einflussanalysen

Im Bereich kommerzieller Bauten richtet sich das Projekt an bestehende und neue Einkaufszentren

 

Smart E(nergy)-Learning

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Das Projekt zielt darauf ab, maßgeschneiderte Höherqualifizierungsmaßnahmen, zur Kompetenzvertiefung in SMARTE zukünftige Energiesysteme, für die involvierte KMUs anzubieten.

Der Qualifizierungsbedarf ist definiert in
1.) Smart Grids für Wärme, Strom, Gas, Kälte
2.) Smarte/r Versorgung / Betrieb von Energiesystemen
3.) Smarte Technologie (Erzeugung und Effizienzsteigerungsmaßnahmen)
4.) Smarte Querschnittsmaterien

Das Projekt wird durch Mittel des BMWFJ „Forschungskompetenzen für die Wirtschaft“ gefördert.

SDHplus

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Ziel des Projektes ist die Förderung von solarer Fernwärme (SDH) durch:
1) Ausarbeitung und Veröffentlichung von erfolgreich umgesetzten solarthermischen
    Anlagen,welche in unterschiedlichste Wärme- und Kältenetze integriert wurden.

2) Entwicklung und Implementierung neuer Geschäftsmodelle für solarthermische
    Fernwärmeanlagen, welche es auch ermöglichen die Energieeffizienz von
    Gebäuden durch erneuerbare Fernwärme zu erhöhen.

3) Entwicklung und Implementierung neuer Marktstrategien für solare Fernwärme (z.B.:
    Einspeisevergütung, Einspeisemodellen, …)

Das SDHplus Projekt ist ein Nachfolgeprojekt von SDHtake-off Projekt, wo auch die Weitergabe von SDH Fachwissen an sechs europäische Länder erfolgen wird. Es wird hoch qualifizierte Öffentlichkeitsarbeit & Events auf europäischer Ebene betrieben werden.

IEA Task 48

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Ziel der SHC Task 48 der Internationalen Energie Agentur ist die Marktbereitung der solarthermischen Kühlung. SOLID steuert hier seine Erfahrungen als einer der weltweit führenden Anbieter solarthermischer Kühlungen bei.

SolarCoolingOpt

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Ziel des Projektes ist es, den Primärenergieverbrauch von solarthermischen Kühlanlagen zu reduzieren. Dazu werden in einem ersten Schritt verbesserte Simulationsmodelle entwickelt. Anschließend werden diese Modelle verwendet, um mit Hilfe von detaillierten Systemsimulationen für typische Anwendungsfälle im Gebäude- und im Industriebereich sowohl Anlagenkonzepte, den Stromverbrauch von Komponenten als auch die Regelungskonzepte zu optimieren.Die optimierten Konzepte werden im letzten Projektjahr an drei bereits bestehenden Beispielanlagen umgesetzt und die Wirksamkeit der gesetzten Maßnahmen durch Monitoring verifiziert. SOLID arbeitet in diesem Projekt als Industriepartner mit den führenden österreichischen Energieforschungsinstitutionen zusammen, um einen optimalen Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis zu erreichen.

SolarDrain

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Ziel des Projektes ist die grundlegende Entwicklung eines funktionellen Systemkonzeptes, das  die Umsetzung eines teilentleerenden Systems in großen solarthermischen Anlagen (>100 m² Kollektorfläche) ermöglicht. Ein zentraler Bestandteil ist dabei die Entwicklung einer fundierten Berechnungsmethode, welche die wesentlichen Funktionen (Entleerung, Befüllung und Entgasung) in theoretisch-physikalischen Zusammenhängen beschreibt und in Abhängigkeit von relevanten Parametern die Bestimmung der Geometrien der neuralgischen Komponenten erlaubt. SOLID bringt hier die Erfahrungen aus Planung, Bau und Betrieb von Großanlagen ein. Auch der Bau und die Erprobung einer teilentleerenden Großanlage sind geplant.

TASK 49

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Bei dem internationalen Forschungsprojekt IEA SHC Task 49 – Solar Process Heat for Production and Advanced Applications“ befassen sich Experten aus der ganzen Welt damit spezielle Kollektoren für hohe Temperaturen zu entwickeln und neue Möglichkeiten zu suchen um Solarwärme in industrielle Prozesse zu integrieren.

INSUN

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Das INSUN Projekt zielt darauf ab, die Zuverlässigkeit und die hohe Qualität der solarthermischen Großanlagen für industrielle Prozesse aufzuzeigen. Dafür werden verschiedene Kollektortechnologien für unterschiedlichste Wärmeanwendungen in der Industrie in Demonstrationsanlagen eingesetzt. Im Rahmen dieses Projektes installiert SOLID Hochtemperatur-Flachkollektoren für eine österreichische Fleischwarenfabrik mit einer Fläche von 1200 m².

BiNe

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Im Projekt wird die Möglichkeit Wärme an beliebigen Punkten dezentral in ein Nahwärmenetz einzuspeisen technisch und wirtschaftlich untersucht. Es wird erwartet, dass durch eine intelligente Vernetzung von WärmeproduzentInnen und -konsumentInnen der regionale Primärenergieeinsatz reduziert werden kann und sich wirtschaftliche Vorteile für alle NetzteilnehmerInnen ergeben.

„Großwärmepumpe Wasserwerk Andritz“

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Direkte Wärmenutzung, Betriebszeitenverlängerung und Kurzzeitpufferspeicherung von thermischer Solarenergie wird unter Einsatz einer hocheffizienten Niedertemperatur-Wärmepumpe für das 3.855m² große Solarfeld Wasserwerk Graz Andritz gemonitort und optimiert. Die Deckung des Gesamtenergiebedarfs der Liegenschaft wird sich voraussichtlich von 30 % auf 50 % erhöhen.

 IEA TASK 45

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Im neuen IEA-SHC Task 45 werden solarthermische Großanlagen für solare Wärme, Kälte, deren Speicherung und deren Einspeisung in netzgebundene Versorgungen analysiert, in eine Datenplattform implementiert und Systemoptimierungen bis auf Komponentenlevel durchgeführt. Der Task 45 ist in 3 Subtasks unterteilt, die sich mit Kollektoren – Subtask A, Speicher – Subtask B und Systemdesign – Subtask C beschäftigen. Über die Subtasks hinaus werden verschiedene Richtlinien bzw. ein Planungshandbuch für solarthermische Großanlagen erstellt.

 www.iea-shc.org/task45/

 

QSolSport

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Das QSolSport - Projekt wird das Energie- Effizienzsteigerungspotenzial von neuen und bestehenden solarthermischen Anlagen auf Sport- und Freizeiteinrichtungen durch Vermessung und Analyse erheben. Die Projektergebnissen werden in neue Leitfäden, Richtlinien und Kennwerten einfließen, um die Qualität und Effizienz solarthermischer Anlagen auf Freizeit- und Sporteinrichtungen zu gewährleisten und zu verbessern

GBE Factory

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Das Projekt „GBE Factory“ hat zum Ziel den Einsatz von erneuerbare Energiequellen zur Erzeugung von Wärme, Kälte und Strom in neue oder sanierte Gewerbe- und Industriebauten zu verstärken und zu beschleunigen. Erfolgreiche Geschäftsmodelle werden untersucht und für potentielle Investoren verständlich ausgearbeitet. Eine „GBE Factory“ Marke wird erstellt um vorzeighafte Unternehmen in Form von einer Vergabe von einer GBE Plakette auszuzeichnen. Für weitere Informationen und Termine besuchen Sie bitte die Homepage.

www.gbefactory.eu

 

 

 

 

 

Ausgewählte abgeschlossene Forschungsprojekte von SOLID

 

SDHtake-off

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Marktanalyse in Bezug auf solare Fernwärme u. Ausarbeitung von Standardisierungen für die Einbindung von Solarenergie in Fernwärmenetze. Ziel ist, die Voraussetzungen für eine Marktumsetzung in ganz Europa zu schaffen.

 www.solar-district-heating.eu

Solar Cooling Monitor

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Evaluierung der Energieeffizienz und Betriebsverhalten von solarthermischen Kühlanlagen zur Gebäudekühlung. Dadurch sollen Optimierungspotentiale für zukünftige Anlagen zur solaren Kühlung gewonnen werden. S.O.L.I.D. vermisst die Großanlage der CGD-Bank in Lissabon.

   

 

BiSolESCo

 

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Contractingmodelle, Kundensuche und ESCo Aufbau in den Partnerländern für Energiecontracting mit Biomasse und/oder Solarenergie. Durch die Erfahrungen in Planung, Bau und Betrieb solcher Anlagen unterstützt S.O.L.I.D. die Verbreitung von Wissen über diese innovativen Anlagen in ganz Europa.

www.biosolesco.org

 

High Combi

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Erreichung hoher solarer Deckungsgrade in kombinierten Wärme- und Kälteanlagen durch Verwendung innovativer Komponenten und Methoden. U.a. wird S.O.L.I.D. eine Referenzanlage in Österreich planen und bauen.

 www.highcombi.eu

 

IEA Task 38 -
Solare Klimatisierung und Kühlung

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Evaluierung und Optimierung von solaren Kühlungsprozessen von der Planung über den Bau bis hin zum Monitoring. S.O.L.I.D. arbeitet mit Partnern an individuellen Lösungen für große Wohnanlagen bis hin zu industriellen Anwendungen. Bereits bestehende Anlagen werden im Betrieb überwacht und ein Werkzeug zur groben Vordimensionierung in der Projektierungsphase wird entwickelt.

www.iea-shc.org/task38/index.html

PolySMART

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Unterstützung der Marktentwicklung für KWKK-Anlagen (Kraft-Wärme-Kälte-Kopplung).S.O.L.I.D hat bereits solch ein System im Weingut Peitler, Leutschach, installiert.

www.polysmart.org

Innocool

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Evaluierung der konventionellen und Untersuchung von alternativen Rückkühlsystemen für solare Kühlprozesse. Dabei werden Randbedingungen wie Rechtslage in unterschiedlichen Ländern, Verfügbarkeit von Wasser und Hygieneaspekte untersucht. Aufgrund der Erfahrung im Bau kompletter Kühlanlagen untersucht S.O.L.I.D. in diesem Projekt u.a. die Integration verschiedener Nass- und Trockenkühlsysteme in Absorptionskälteanlagen.     

 

IP Solar

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Im Forschungsprojekt „IP-Solar“ wurde die wissenschaftlichen und technischen Grundlagen für ein System zur automatischen Auswertung, Betriebskontrolle und Optimierung von thermischen Solaranlagen entwickelt. Ein umfangreiches Diagnose-System erkennt frühzeitig Anlagenfehler und benachrichtigt den Anlagenbetreiber. Anwender erhalten auf einer Internet-Plattform detaillierte aktuelle und historische Anlagenauswertungen. IP-Solar wendet sich an Anlagenbetreiber, Endanwender sowie öffentliche Institutionen. Das Forschungsprojekt wurde mit Ende 2011 abgeschlossen, die Entwicklung der Software wird weitergeführt um das System laufend an die wachsenden Anforderungen anzupassen. 

www.ip-solar.com

Promise Application

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Prozessoptimierung bei ausgewählten Industriebetrieben für den darauf folgenden Einsatz von erneuerbaren Energien. S.O.L.I.D entwickelt ein Solarkalkulationstools für Prozesswärme und erarbeitet ein Solar-Businessmodells für Großsolaranlagen.