Ansprechpartner für Technik und Webprogrammierung

• Timo Ebert (Anlagentechnik, Serverbetrieb)
• Stefan Engelmann (Webprogrammierung)

sind zu erreichen unter mail@solar.kirche-graefrath.de

Verwendete Software

Für die Visualisierung des Live-Anlagenstatus wird die Software SolStat eingesetzt. Die Ertrags- und Verlaufsdiagramme werden mit der PHP-Bibliothek jpGraph erzeugt. In der Datenaufbereitung kommt das Werkzeug Winsol2CSV zum Einsatz, die Datenhaltung erfolgt in einer MySQL Datenbank. Als Programmiersprache wurde PHP gewählt. Die Website basiert auf Wordpress. Sämtliche Software wurde unter freien Lizenzen veröffentlicht und darf von uns daher lizenzfrei verwendet werden. Einen herzlichen Dank an alle Autoren!

Verantwortlich i.S. des § 10 MDSTV ist:

Pfarrer Axel Stein
Zwinglistr. 19
42653 Solingen

Telefon - 0212 - 59767

Haftungsausschluß

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Sonnenenergie sorgt seit Ende letzten Jahres mit für warme Räume und warmes Wasser im Gemeindezentrum und im Pfarrhaus. Dazu verhilft eine solarthermische Anlage, welche im November 2007 auf dem Dach und im Keller des Pfarrhauses installiert wurde und seit Dezember funktionsfähig ist.

Auf den folgenden Seiten möchten wir Ihnen die eingesetzte Technologie vorstellen, die Funktionsweise der solarthermischen Anlage erläutern und unsere Motivation für den Einsatz einer solchen Anlage darstellen.

Als besonderes Highlight präsentieren wir außerdem den momentanen Anlagenstatus, eine Übersicht über die thermischen Erträge und anschauliche Auswertungen über die aktuellen Messwerte der solarthermischen Anlage.

Die Informationen auf dieser Webseite finden Sie auch im Foyer unseres Gemeindezentrums, wo ebenso der aktuelle Anlagenstatus über ein Display visualisiert wird. Die Anschaffungskosten für die dazu notwendigen Geräte, angefangen bei der Protokollierung der Daten aus der Heizungssteuerung bis zur Anzeige über das Display im Gemeindezentrum belasten nicht den Haushalt unserer Gemeinde. Dies alles wurde mit Fördergeldern des Bundesamts für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) angeschafft. Im Rahmen des Programmteils „Wärme aus erneuerbaren Energien in der Schule und in der Kirche“ haben wir gesondert für die Visualisierungsmaßnahme Zuschüsse erhalten. Die im Rahmen der Maßnahme angefallene Arbeitsleistung wurde ehrenamtlich erbracht.

Für weitergehende Fragen und Ideen haben wir ein offenes Ohr: mail@solar.kirche-graefrath.de

Der Stein des Anstoßes war im Jahr 2006 die Idee, auf dem Dach des Gemeindezentrums eine Photovoltaikanlage zur Stromerzeugung aus Sonnenenergie zu installieren. Aus der 2007 folgenden Bestandsaufnahme und Wirtschaftlichkeitsbetrachtung folgte letztendlich ein ganz anderer Ansatz: Die Sonnenenergie nicht zur Stromerzeugung sondern zur Erwärmung von Wasser zu nutzen. Damit kann dann die Raumheizung betrieben werden und beispielsweise Spülmaschine und Waschbecken versorgt werden. Diese Lösung erwies sich sowohl bei der ökologischen als auch bei der ökonomischen Betrachtung als vorteilhaft gegenüber einer Anlage zur Stromerzeugung.

Der Grund für die höhere Wirtschaftlichkeit einer solarthermischen Anlage war unter anderem die folgende Ausgangssituation: Im Keller des Pfarrhauses waren bisher zwei Gasheizungen, je eine für das Gemeindezentrum und eine für das Pfarrhaus installiert. Diese näherten sich nach 26-jähriger Betriebsdauer dem Ende eines wirtschaftlichen Einsatzes. Für die Warmwasserbereitung wurde ein ebenso alter, gasbefeuerter Boiler vorgehalten. Dadurch entstanden jährlich Wartungs- und Schornsteinfegerkosten für jedes der drei Geräte und Grundgebühren für immerhin zwei Gashausanschlüsse.

Die neue Heizungsanlage sollte neben der solarthermischen Anlage nur noch aus einer Gasheizung, einem Gas-Brennwertkessel bestehen, welcher bauartbedingt bereits einen deutlich höheren Wirkungsgrad als die zwei alten Gaskessel hat. Durch diesen kombinierten Betrieb von Gas-Brennwertkessel und solarthermischer Anlage erhofft sich die Gemeinde deutliche Einsparungen durch einen um 50% reduzierten Gasverbrauch. Zusätzlich entfallen die jährlichen Betriebskosten für eine zweite Gasheizung und den Warmwasserboiler. Die Gebühren für Gaszähler können damit ebenso halbiert, die Gebühren für Schornsteinfeger und Wartung sogar auf ein Drittel gesenkt werden.

Letztendlich ist die neue Solaranlage nicht nur eine wirtschaftliche Baumaßnahme, sondern vor allem ein Zeichen wie wir aktiv Gottes Schöpfung bewahren können. Denn jede durch Sonnenenergie erzeugte Wärmemenge verringert nicht nur den Abfluss von Finanzmitteln aus unserem Gemeindehaushalt, sondern erspart unserer Umwelt auch die Belastung mit Kohlenstoffdioxid (CO2), ein Bestandteil der „Treibhausgase“.

Dem Balkendiagramm sind die thermischen Erträge in kW/h der letzten 14 Tage zu entnehmen. Der Ertrag des heutigen Tages seit 00:00 Uhr wird ganz rechts angezeigt. Ebenfalls aufgeführt ist der insgesamt erwirtschaftete Ertrag seit Inbetriebnahme der Anlage. Die Anzeige wird alle zwei Stunden aktualisiert. Daten zur aktuellen thermischen Leistung können dem Live-Anlagenstatus entnommen werden.

Bilder von den Solarkollektoren auf dem Dach des Pfarrhauses

Die Bilder zeigen verschiedene Ansichten der Solarkollektoren auf dem Dach des Pfarrhauses.

Einbau der Solarthermieanlage

Zu sehen sind Bilder vom Ausbau der alten Heizungsanlage, dem Aufbau der Dachkonstruktion und der Installation der Solarkollektoren sowie Aufnahmen der Installation im Heizungskeller des Pfarrhauses. Besonders hervorstechend ist sicherlich der 2000 Liter große Speichertank, der aufgrund seines Umfangs erst im Keller zusammengeschweißt werden konnte.

Vor dem Einbau der Solarthermieanlage

Zu sehen ist die alte Heizungsanlage.

Das Verlaufsdiagramm stellt den Anlagenstatus und die Temperaturverläufe der letzten drei Tage dar. Entsprechend der Legende können dem Diagramm die Betriebszeiten des Gas-Brennwertkessels (Gasbetrieb) und der Solarkreispumpe (Solarbetrieb) entnommen werden. Zusätzlich sind die Ganglinien von Außen-, oberer Puffer- und Kollektortemperatur dargestellt. Die Anzeige wird alle zwei Stunden aktualisiert.

Aktuelle Messdaten der Heizungsanlage unserer Kirchengemeinde

Die Daten werden über einen Datenlogger direkt aus der Heizungssteuerung erfasst und vom Server der Gemeinde periodisch abgefragt. Die Anzeige wird alle 5 Minuten aktualisiert.

Für die Erzeugung der Grafik wird die Software SolStat verwendet, die freundlicherweise von ihrem Autor kostenlos zur Verfügung gestellt wird.

Auffälligstes Element der neuen Heizungsanlage ist sicherlich die 40m² große Fläche aus Flachkollektoren auf dem Dach des Pfarrhauses, welche wegen der direkten Anbindung an den Pfarrhauskeller dort installiert wurden. Außerdem ist nur dort eine verschattungsfreie, optimale Südausrichtung möglich. Bei einer ausreichenden Sonnenbestrahlung wird das Frostschutz-Wassergemisch in den Kollektoren erwärmt und lagert die gewonnene Wärmemenge in einen 2000 Liter fassenden Pufferspeicher im Keller des Pfarrhauses ein. Das große Fassungsvermögen ermöglicht eine lang anhaltende Speicherung der gewonnenen Wärmeenergie. Sowohl die Raumheizung als auch die Trinkwasserverbraucher bedienen sich aus diesem Pufferspeicher. Der ebenfalls mit dem Pufferspeicher verbundene Gas-Brennwertkessel kommt erst zum Einsatz, wenn keine ausreichende Wärmemenge mehr im Pufferspeicher vorhanden ist.

Der grundsätzliche Aufbau ist in der Abbildung schematisch dargestellt. Durch die unterschiedliche Einfärbung des Bildes sind außerdem die drei geschlossenen Kreisläufe innerhalb der Heizungsanlage gut erkennbar.

In orange ist der primäre Solarkreislauf dargestellt. Innerhalb dieses Kreislaufes zirkuliert ein Frostschutz-Wassergemisch durch die Flachkollektoren und einen Wärmetauscher, dem sog. Toplademodul, im Keller des Pfarrhauses. Dieser Wärmetauscher gibt die über die Kollektoren aufgenommene Wärmeenergie an den grau abgebildeten Kreislauf ab.

In grau ist der Heizkreislauf dargestellt. In diesem Kreislauf sind nicht nur die Heizkörper von Gemeindezentrum und Pfarrhaus zusammengefasst, ihm gehören auch der 2000 Liter fassende Pufferspeicher, der Gas-Brennwertkessel und ein weiterer Wärmetauscher, das Frischwassermodul, an. Dieser zweite Wärmetauscher gibt die im Pufferspeicher eingelagerte Wärmeenergie an den blau abgebildeten Kreislauf ab.

In blau ist der Frischwasserkreislauf dargestellt. Zu diesem Kreislauf gehören alle Verbraucher von warmem Trinkwasser, also Wasch- und Spülbecken, Duschen und die Spülmaschine im Gemeindezentrum. Da der Wärmetauscher erst bei Anforderung von warmem Trinkwasser in Betrieb geht und Wärmeenergie aus dem Puffer an das Frischwasser abgibt, steht zu jeder zeit frisches, bedarfsgerecht erwärmtes Wasser zur Verfügung. Die Zeiten von abgestandenem Boilerwasser sind damit vorbei und der zusätzliche Energieverbrauch für die ständige Vorhaltung von warmem Trinkwasser gehört ebenso der Vergangenheit an.