Solarthermie Regelstrategie?

[chriszero]

Hallo erstmal,

Ich zerbrech mir grade den Kopf wie ich am besten meine Solaranlage regeln kann. Bzw am stabilsten.
Ich hab einen primären- und einen sekundären Solarkreis. Am Primären hängt das Kollektorfeld.
Bisher regle ich das mit einem PID-Regler, bekomme aber durch die extrem langen Reaktionszeiten keine einigermaßen stabile Vorlauftemperatur hin.

Der Solarvorlauftemperatursensor sitzt kurz vor dem Plattenwärmetauscher.
Der Kollektortemperatursensor im Kollektor auf dem Dach.
Die Solarübergabestation im Keller. Zwischen Solarstation und Kollektor sind etwa 30m Rohr...

Beispiel:
Mein Sollwert ist 65°C
Die Sonne kommt, die Kollektortemperatur steigt, die Solarpumpe läuft für 30sek auf 100%.
Nach 30sek wird nach der Vorlauftemperatur im Solarkreis geregelt.
Nach den 30sek regelt der PID Regler die Drehzahl der Pumpe um den gewünschten Sollwert zu erreichen.
Die Pumpe läuft auf ihrer Mindestdrehzahl, die Temperatur steigt langsam.
Nach einiger Zeit ist die Solltemperatur erreicht und steigt weiter, Drehzahl erhöht sich.
Nach ein paar Minuten ist die Drehzahl auf 100%, Temperatur ist weiter leicht gestiegen bzw weit über Soll.
Dann fällt die Temperatur wieder, Drehzahl bleibt erst mal auf 100%. Nachdem der Istwert dann in die Nähe des Sollwerts kommt, bzw diesen unterschreitet, wird auch die Drehzahl der Pumpe verringert.
Aber die Drehzahl sinkt zu langsam, folglich bricht die Temperatur im Vorlauf zusammen, und die Pumpe ist irgendwann wieder bei ihrer Mindestdrehzal.
Jetzt fängt das ganze Spiel wieder von vorne an.

Problem ist einmal die "lange Leitung"  ;D
und die Tatsache die die Sonne keine Konstante Energie bringt.
Diese zwei Tatsachen lassen sich leider nicht ändern.

Nun ist die Frage wie man das einigermaßen in den Griff bekommt. Mir ist klar das ich den Sollwert niemals genau treffen werde. Ein bisschen Schwingen ist ja vollkommen Ok. Aber ich hab halt bis zu 50°K Differenz drin...

Verlauf der einer Schwingung:
t_0 = 47°C
t_18min = 78°C
t_24min = 52°C
t_40min = 80°C
t_46min = 53°C

mit PID
kp 2
tn 30
tv 0

Kann mir jemand helfen?
Danke =)

[Fussel0804]

Hi!

Bei meinem Solarregler wird nicht auf sollwert sondern auf DELTA-T geregelt.

Vergleich von Speicher oben oder unten mit dem Kollektorfeld.
Sollwert: DELTA-T=10°C
Pumpe an bei DELTA-T>6°C
Pumpe aus bei DELTA-T<4°C

Pumpe für 10 sec auf 100%
Danach auf 40%
D-T=10°: 40%
D-T=12°: 50%
D-T=14°: 60%
D-T=16°: 70%
D-T=18°: 80%
D-T=20°: 90%
D-T=22°: 100%

Schau die Mal die Beschreibung von CitrinSolar an.
Siehe Anhang.

Da ist die Regelstrategie sehr gut beschrieben.

Gruß Stefan

[gelöscht durch Administrator]

[chriszero]

Hallo,

Danke, das ist eine art Fuzzy-Logic. Auch eine gute Idee.
Den Solarregler den du nennst kommt im Orginal übrigens von www.resol.de

Regler wie der UVR1611 oder der Solvis SC2 Regeln den Solarkreis mittels PID. Von daher muss das "irgendwie" gehn ;)

[Fussel0804]

Hi,

ja,dass der von Resol ist, ist mir bekannt.

Zur Art der Regelung:

Bei mir klappt das Perfekt und ich bin mit der Energieausbeute super Zufrieden.

PID:

Stelle ich mir schwierig vor, das das System extrem träge und nicht wirklich Stabil (Sonne Wolken).

Gruß Stefan

[Fussel0804]

Zu deinem PID regler:

Nach welcher Temp regelst du?

ich würde nach der Kollektortemperatur regeln, da diese fast ohne Zeitversatz nd somit ohne die 30 Meter Rohr in die Regelung eingreift.

Zum anderen spiele mal mit TV

Dies ist die Vorhaltzeit des Reglers.

Bei meiner Holzregelung arbeite ich mit 50 sekunden TV
TV ist der Wert, wie lange es dauert, bis bei Stellwertsprung (Pumpendrehzahl) eine Merkliche Änderung am Istwert eintritt.
ich könnte mir gut vorstellen, dass du bei deiner Solaranlage mit einem TV von ca 30-90 Sekunden liegen wirst.

Gruß Stefan

[chriszero]

Oh, ich glaub dann hab ich seither Tn und Tv falsch gedeutet ;)

Ich regle auf keinen Fall nach der Kollektortemperatur, viel zu ungenau. Wie gesagt, andere Systeme regeln das ziemlich effizient nach dem Solarvorlauf, das hat den Vorteil das ich auch wirklich die Temperatur bekomme die ich will. Mein Sollwert wird dynamisch nach den angeforderten Temperaturen berechnet. So kann man immer die Temperatur speichern die man auch gebrauchen kann. Wie gesagt diese Art der Regelung funktioniert hervorragend bei Solivs

[Fussel0804]

Hi!

Warum ist das regeln über die Kollektortemperatur zu ungenau?
Warum ist das regeln über die Speichervorlauftemperatur genauer?
Wenn ich richtig denke, kommt die Kollektorausgangstemperatur einfach nur um die ca. 30 Meter Rohrleitung verzögert am Speicher an, oder denke ich falsch?

Wenn ich meine Anlage beobachte, kommt die Kollektorausgangstemperatur abhängig von der aktuellen Pumpendrehzahl um ca 10-30 Sekunden später am Speicher an.

Abgesehen davon regle ich auch in Abhängigkeit der Speichertemperatur und stelle somit meine Kollektorausgangstemp auf ca Delta-T = 10°C zum Speicher ein.

Gruß Stefan

[chriszero]

Zwischen Kollektortemperatur und Solarvorlauftemperatur ist meist eine Different von 5 - 10°K. Bei sehr wenig Sonneneinstahlung lässt sich eine genauerer und meist auch höhere Temperatur erzielen. Zumindest bei meinen 34m² Kollektorfläche.
Bleibt letztendlich eine Glaubenssache.

Ja das stimmt, das die Temperatur lange verzögert am Wärmetauscher ankommt.

Ich wart jetzt jedenfalls auf die nächste Sonne zum testen =)

[Fussel0804]

34m²,
das ist ne wucht.

Ich habe nur lausige 12m²

Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Vorlauf:
Bei mir sitzt der Kollektorfühler direkt am Ausgang des Kollektors.
Somit ist die Kollektortemperatur die Vorlauftemperatur.

Dann wünsche ich dir Sonnige Zeiten.

Zum Thema Glaubenssache: "Immer schön den Teller leeressen, dann gibt's schönes Wetter."

Viel Erfolg, und lass es uns wissen, wenn du erfolgreich bist.

Sonnigen Gruß

[Fussel0804]

Ach ja, noch ne Frage:

Wir Regelst du deine Pumpe?
PWM, PBM?

Ich hab ne interessante Pumpe von Wilo gefunden:
Wilo Stratos ECO 25/1-5 BMS
Diese Pumpe ist mittels Analogsignal 0-10V Regelbar (Differenzdruck- oder Volumenstromvorgabe)

Gruß Stefan

[chriszero]

Jepp, so ne ähnliche Pumpe. Auch eine Wilo Statos ECO 0 - 100%, mit 0-10V

Laut Polysun Simulation müsste ich etwa 55% Solare Deckung fürs heizen erreichen.

Ich warte jetzt nur noch auf ein bisschen Sonne zum testen. Teller ist schon leer gegessen ;)

[Fussel0804]

Wie bist du mit der Pumpe zufrieden?

Ich spiele mit dem Gedanken 4 Solcher Pumpen zu kaufen.

[chriszero]

Sie funktioniert ganz gut.
Ob jetzt eine "Grüne" (Wilo) oder "Rote" (Grundfos) ist letztendlich egal.  ;)

Wenn du eine Solarpumpe brauchst, achte darauf das die Pumpe mit den üblicherweise höheren Temperaturen klar kommt, die im Solarkreis herrschen können.

[Fussel0804]

Klar, ob rot oder grün ist wurscht.

Mir geht es um die 0-10V ansteuerung.
Von Grundfos gibt's sowas nicht.

Gruß Stefan