Die Realität möglichst genau abbilden

» Die Verbraucher werden zukünftig mehr und mehr nach einer Garantie der versprochenen Erträge verlangen. «

IKZ-ENERGY: Herr Dr. Valentin, wer nutzt eigentlich die Solarsimulation?

Dr. Valentin: Hier würde ich prinzipiell drei Gruppen von Anwendern unterscheiden:
Die erste Gruppe gehört in den Bereich der Anlagenerstellung, also die konkrete Anlagenplanung und die Anlagenausführung. Das ist die Gruppe der Planer von Solarsystemen, der Installateure und der Anlagenbauer selbst.

Die zweite Gruppe hat eher mit dem Vertrieb von Anlagen zu tun. Hier wird Simulation dazu benutzt, um den potenziellen Kunden den Nutzen einer Solaranlage aufzuzeigen, sowohl in ökologischer, technischer als auch ökonomischer Betrachtungsweise. Simulationen dienen auch dazu, bei Kreditanträgen die Ertragssituation nachzuweisen.

Zur dritten Gruppe rechne ich die Hochschulen und Bildungseinrichtun-gen, die mithilfe von Simulationsrechnungen den Auszubildenden die Funktionsweise der Anlagen nahebringen, damit sie die komplexen physikalischen Beziehungen zwischen den einzelnen Komponenten kennenlernen können. In diese Gruppe gehören auch die Anwender unter den Sachverständigen, die mithilfe von Simulationsrechnungen Fehleranalysen in bestehenden Anlagen durchführen können.

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IKZ-ENERGY: Was sind Ihre Erfahrungen in der Anwendung von Solarsimulationen?

Dr. Valentin: Wir selbst haben in der Zeit, in der wir große Anlagen geplant haben, selbstverständlich unsere Programme eingesetzt und damit auch viele Erkenntnisse gewonnen, inwieweit man Simulation neben der Dimensionierung der Hauptkomponenten noch durch weitere planungs-unterstützende Prozesse ergänzen sollte. Ich denke hier insbesondere an die Auslegung von Komponenten, die für die Ertragsberechnung nicht direkt relevant sind, z. B. an die Bestimmung der richtigen Pumpen, an die Berechnung eines Ausdehnungsgefäßes, an die Dimensionierung von Rohren und elektrischen Leitungen. Hier sollten Simulationsprogramme eine wertvolle Unterstützung des Planungsprozesses sein. Unser Bestreben ist es, unsere Produkte in diese Richtung weiterzuentwickeln.

Ein weiterer Punkt ist die Frage der Ertragsgarantie. Die Verbraucher werden zukünftig mehr und mehr nach einer Garantie der versprochenen Erträge verlangen. Hier sind Simulationsprogramme ein unerlässliches Werkzeug.

IKZ-ENERGY: Was sind die Möglichkeiten und Grenzen einer Solarsimulation?

Dr. Valentin: Bei Simulationsrechnungen sind die Ergebnisse, insbesondere die Ertragsberechnungen, immer davon abhängig, inwieweit man die Randbedingen, also das Klima am Standort, den Energieverbrauch und andere Größen, ausreichend genau abbilden kann. Insofern wird es immer eine Toleranz zwischen Vorausberechnung und tatsächlich eintretendem Ergebnis geben. Die Stärke einer Simulationsrechnung liegt auch nicht in der Vorhersage von genauen absoluten Werten, sondern in der Erkenntnis von Einflüssen, die die Veränderung von Komponenten und deren Relationen untereinander in der Anlage bewirken. Auf diese Weise ist der Anwender in der Lage, durch Simulationsrechnungen eine Anlage durch die Anpassung von Komponenten zu optimieren, sowohl in energetischer als auch in wirtschaftlicher Hinsicht.

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IKZ-ENERGY: Und was ist bei Solarsimulationen besonders zu beachten?

Dr. Valentin: Bei der Beurteilung der Ertragsvorhersage ist darauf zu achten, dass eine Simulation unter der Annahme eines störungsfreien Betriebes erfolgt, d. h. das errechnete Ergebnis ist immer das theoretisch höchstmögliche Ergebnis.

Bei der Eingabe von Parametern und Werten ist darauf zu achten, dass die Re-alität möglichst genau abgebildet wird. Das gilt insbesondere für Verbrauchswerte. Ist z. B. der Warmwasserverbrauch für eine Liegenschaft nicht bekannt, sollte eine Messung durchgeführt werden. Ein kurzer Zeitraum von einer Woche bringt oft mehr Aufschluss als etwa die Annahme von Durchschnittswerten oder von Werten aus der DIN, die für Dimensionierungen gedacht sind, mit dem tatsächlichen Verbrauch aber nichts zu tun haben.

In der Regel werden solche Werte gerade bei solarthermischen Anlagen zu hoch angenommen. Die Folge ist, dass die so berechnete Anlage den errechneten Energieertrag nicht erbringen kann, da der Verbrauch einen entscheidenden Einfluss auf den Deckungsanteil der Anlage hat. Genaue Kenntnis der Nutzeranforderungen und eine fachgerechte Installation ist somit unverzichtbar.

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» Mit geringer werdenden Einspeisevergütungen müssen PV-Anlagen zukünftig genauer geplant werden. «

IKZ-ENERGY: Welche Unterschiede gibt es diesbezüglich zwischen PV und Solarthermie?

Dr. Valentin: Bei der Simulation von PV-Anlagen liegt der Fokus mehr auf der Berechnung des Energieertrages und damit auf der daraus resultierenden Wirtschaftlichkeitsberechnung, des Weiteren auf den technischen Einzelheiten, wie z. B. der Auslegung des passenden Wechselrichters. Bei den solarthermischen Anlagen liegt der Fokus eher auf der Dimensionierung der Komponenten wie Kollektorfläche und Speichergröße sowie des zu erzielenden Deckungsanteils am Gesamtenergiebedarf. Die Wirtschaftlichkeit spielt hier  eine untergeordnete Rolle.

IKZ-ENERGY: Unterscheiden sich die Anwendungsgebiete und der Umgang mit Simulationsergebnissen?

Dr. Valentin: Die Anwendungsgebiete und der Umgang mit Simulationsergebnissen unterscheiden sich zwischen PV und Solarthermie so sehr wie die Motivation der Käufer, die zum Bau einer solchen Anlage führt: Bei PV-Anlagen bedeutet dies, möglichst hohe Erträge und damit eine hohe Rendite zu erwirtschaften. Bei den Käufern von solarthermischen Anlagen steht die Reduzierung des selbst verursachten Energieverbrauchs, also Ressourcenschonung und Umweltbewusstsein, im Vordergrund.

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IKZ-ENERGY: Welchen Stellenwert nimmt die Simulation innerhalb der Anlagenplanung ein?

Dr. Valentin: Auch hier gibt es Unterschiede zwischen PV-Anlagenplanung und der Planung von solarthermischen Anlagen. Da die Planung von solarthermischen Anlagen wesentlich komplizierter und komplexer ist, wird in der Regel bei einer solchen Anlage außerhalb des Einfamilienbereiches eine Simulation durchgeführt. Bei PV-Anlagen werden Simulationsrechnungen oftmals nur durchgeführt, weil ein erforderlicher Kreditantrag von der Bank eine solche Simulationsrechnung zwingend vorschreibt. Hier sehe ich aber einen Wandel: Mit geringer werdenden Einspeisevergütungen müssen PV-Anlagen zukünftig genauer geplant werden, um im Bereich der Wirtschaftlichkeit zu bleiben. Dies setzt auch den Einsatz von Simulationswerkzeugen voraus.

IKZ-ENERGY: Gibt es Unterschiede in der Handhabung bezogen auf den Anwender: Handwerker oder Fachplaner?

Dr. Valentin: Handwerker nutzen die Simulationen leider noch viel zu wenig. Dabei lassen sich auch bei kleineren solarthermischen Anlagen als Unterstützung für die Kundenakquise die Ergebnisse wie die Deckungsrate und die vermiedenen CO2-Emissionen sowie eine Vielzahl weiterer Informationen aufzeigen. Fachplaner nutzen die Simulation eher für große und komplexe Anlagen. Hier dienen sie neben der Ertragsberechnung vor allen Dingen auch der Optimierung der technischen Komponenten. Natürlich werden Simulationen auch im Rahmen von Machbarkeitsstudien sehr oft verwendet.

» Handwerker nutzen die Simulationen leider noch viel zu wenig. «

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IKZ-ENERGY: Welche Trends und Entwicklungen sehen Sie im Bereich der Simulation?

Dr. Valentin: Eine große Herausforderung für Simulationsprogramme und gleichzeitig eine Erweiterung der klassischen Leistungsbereiche von Simulationen überhaupt sind Hybridanlagen. Damit meine ich aber nicht nur die Hybridanlagen, die eine Kombination aus PV- und Solarthermieanlagen darstellen, sondern vielmehr die verschiedenen Komponenten in der Systemintegration verschiedener Wärmeerzeuger. Hierzu zählen vor allem die Wärmepumpe zur Nutzung von Umweltwärme, aber auch Wärmeerzeuger aus Biomasse, Blockheizkraftwerk, Lüftungsanlagen mit WRG usw. All diese modularen Einzelkomponenten möglicher Systeme darzustellen, wird die Aufgabe neuer Generationen von Simulationsprogrammen sein.

IKZ-ENERGY: Herr Dr. Valentin, wir bedanken uns für das Gespräch.

Zur Person Dr.-Ing. Gerhard Valentin
Nach dem Studium der elektrischen Energietechnik an der Technischen Universität Berlin wurde Gerhard Valentin von 1981 - 1986 mit der Messung und Auswertung großer Solarthermieanlagen in Berlin vertraut. Während dieser Zeit unternahm Valentin die ersten Schritte in Richtung Simulation von Solaranlagen, damals noch auf einem Großrechner der TU, und promovierte zu diesem Thema. Im Jahr 1988 machte er sich mit einem eigenen Planungsbüro selbstständig, welches sich in den letzten zwanzig Jahren zu einem führenden Unternehmen für Simulationsprogramme entwickelt hat.

Den Beginn  markierte ein Auftrag zur Entwicklung eines Simulationsprogrammes für PCs, das 1993 unter dem Namen "T*SOL" (Solarthermie) als erstes Programm auf den Markt kam. In dieser Zeit war das Betriebssystem DOS noch in aller Munde, und kaum einer dachte an Windows. Gerhard Valentin setzte auf Windows, was nicht wenige Hindernisse mit sich brachte, sich aber schon bald als der richtige Weg herausstellen sollte. Der zweite Streich lies nicht lange auf sich warten: 1997 kam "PV*SOL" (Photovoltaik) auf den Markt.

Fortan sind verschiedene Erweiterungen und Versionen erschienen, denn nicht nur die Marktsituation bezüglich Komponenten und technischer Standards verlangen eine stetige Aktualisierung, sondern ebenso die Weiterentwicklung durch neue Programmiertechniken, welche die doppelte Manpower erfordern als die bereits erwähnte Weiterentwicklung der Komponenten und technischen Standards.

Kontakt:
Dr. Valentin EnergieSoftware GmbH, 10243 Berlin
Tel. 030 5884390
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info@valentin.de
www.valentin.de