Experimental- Solarkollektor- Anlage, Kapitel 7

AUSBLICK

Wie in der Einleitung bereits angekündigt, schließt dieser Bericht etwas abrupt gerade da, wo es für manche Leser erst richtig interessant wird. Die Frage, wie sich der ganze Aufwand bewährt, muss (noch) unbeantwortet bleiben. Erst recht die Frage, ob die Anlage zum Nachbau zu empfehlen ist. Manche Randbedingungen, die hier ausschlaggebend waren, sind sicher nicht sehr häufig anzutreffen. Für Leser, die selber gerade bei der Planung sind, sollte dieser Bericht weitere Varianten aufzeigen, den Horizont erweitern.

Der Verfasser redet nicht gerne über eigene Planungen, weil es dann doch immer ganz anders kommt. Der schon sehr früh bis ins Detail vorbereitete Computeranschluss ist bis heute (1993) nicht realisiert. Stattdessen wurden Projekte realisiert, die zuerst völlig ausgeschlossen worden waren. Zum Beispiel der Kellerumbau zur günstigeren Einrichtung der Spüle einer kleinen Küche.

Es hat mir in den Jahren nach der Inbetriebnahme doch sinnvoller erschienen, meine Heimwerker- Anfälle auf die Renovierung der Wohnung und Umbauten zur besseren Nutzung zu konzentrieren. Ehrlich gesagt hatte ich die folgenden Pläne auch deshalb am Ende meines Berichtes aufgezählt, weil ich hoffte, dadurch Mitstreiter und Diskussionspartner zu finden. Für mich selber war die Anlage eigentlich gut genug.

1) Experimente mit einem Langzeitspeicher: Geplant ist ein Kunststoffbehälter von 400 Liter, der mit extrem dicker Hartschaumisolation (mindestens 40 cm dick) umgeben sein soll. Zu- und Ablauf sollen natürlich auch aus Kunststoff bestehen und nur bei Bedarf gefüllt sein. Das eigentliche Forschungsobjekt ist die Isolation des Unterbaus. Denn Schaum trägt das Gewicht nicht, und andere Werkstoffe isolieren nicht so gut. Wie kann man den Boiler "schweben lassen" ?

2) Experimente mit aktiven Verbraucherleitungen: Zur Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades trägt die Minimierung der Verluste in den Leitungen zwischen Boiler und Verbraucher wesentlich bei. Lösungsvorschläge findet man in der Literatur, sie sind aber alles andere als komfortabel.

3) Experimente zu Nutzung der Verustwärme der Pumpen: Die Umwälzpumpe setzt nur einen keinen Teil der zugeführten elektrischen Leistung in mechanische um. Der Rest, 20 bis 30 Watt, erhitzt das Pumpengehäuse. Ein Teil der Wärme geht auf das Wasser über, das eigentliche Motorengehäuse ist aber luftgekühlt. Vielleicht lässt sich ein Teil des gepumpten Wassers in Kontakt mit dem Motorengehäuse bringen.

4) Experimente mit Solarzellen für den Pumpenstrom: Die für die Umwälzpumpe erforderliche elektrische Leistung von etwa 40 Watt lässt sich gut mit Solarzellen erzeugen. Die Probleme werden im Detail stecken, z.B. weil Solarzellen und Solarkollektoren nicht in gleicher Weise auf unterschiedliche Strahlungsbedingungen reagieren.

Es blieb bei einigen Konzepten, weil sich meine Interessen wieder anderen Hobbies zuwendete. Lediglich das Problem der SOFTWARE für die optimale Computersteuerung und Betriebsregelung beschäftigte mich noch länger:

Ein Jahr nach diesem Bericht war das Programmieren des Microcomputers monatelang die vorrangige Freizeitbeschäftigung. Weil damals die Speicher noch nicht so üppig wie heute waren, habe ich mich bemüht, einen knappen, übersichtlichen Code direkt in Assembler zu schreiben. Zuerst die serielle Schnittstelle zum PC, dann die serielle Abfrage der diversen Thermometer, das Umrechnen der digitalen Werte in Grad Celsius, und schließlich das Abspeichern in Tabellen.

Im Speicher des autarken Mikrocomputers war nur Platz für einige Wochen des Temperaturprotokolls. Es war also klar, dass relativ oft, in regelmäßigen Abständen eine Verbindung mit dem PC hergestellt werden musste. Dies sollte natürlich recht komfortabel ablaufen. Denn ich kannte mich gut genug, um zu wissen, dass mir das schon nach kurzer Zeit lästig werden würde. Also programmierte ich auch für den PC einige .COMs und .EXEs, mit denen ich den Solarcomputer fernbedienen konnte.

Besonders wichtig war mir dabei das Laden von neuer Software vom PC auf den Solarcomputer. Das war damals noch nicht so üblich, ja es gab sogar viele Microcomputer, bei denen Daten und Programmcode strikt getrennt waren. Z.B. die 4-bit Typen, die meist ihren 12-bit Programmcode in ganz anderen Speichern hatten. Ich wählte einen Typ, bei dem alles in einem 8-bit RAM von einem Adressbus abgefragt bzw. beschrieben werden konnte. Dadurch wurde die Hardware (für damalige Verhältnisse) relativ simpel.

Ein Programm im RAM ist allerdings auch gefährdet, weil es durch einen Programmierfehler überschrieben werden kann. Zum Glück kam es aber nur zweimal vor, dass das Startprogramm zerstört wurde, das der Solarcomputer braucht, um das eigentliche Programm vom PC über die serielle Schnittstelle entgegenzunehmen und in den dafür reservierten RAM- Bereich abzuspeichern. Das kleine Startprogramm musste manuell, bitweise mittels eines Adapters in das RAM geschrieben werden. Im Grunde ersetzte mir das RAM, das immer mit einer Batterie verbunden war, eine heute üblicherweise verwendeten FLASH- Memory. Für das Startprogramm hätte ich aber doch ein kleines PROM spendieren sollen.

Wie oft ich das Hauptprogramm neu geladen habe, weiss ich nicht mehr. Das Temperaturprotokoll war bald nutzbar, aber mit den Programmteilen zur effektiven Nutzung der Anlage kam ich über die Grundfunktionen nicht hinaus, die mir die bisherige Steuerung mittels Schaltuhren und Verzögerungs- Timer ja zur Zufriedenheit erfüllte. Probleme machte die Sicherheit der Programme. Immer mehr Unterprogramme waren erforderlich, um das Ergebnis anderer Programmteile zu kontrollieren.

Ich bin ja kein Berufsprogrammierer, aber mit Abläufen und logischen Verknüpfungen kam ich schon immer gut klar, solange man sie in einem Diagramm übersichtlich darstellen kann. Als ich aber anfing, mögliche Fehlerquellen bei Stromausfall während aller denkbaren Betriebszustände einzubeziehen, wurde das Projekt allmählich unübersichtlich. Vollends den Spß verlor ich, als ich mit der Interruptbehandlung an die Grenzen der langsamen Hardware stieß. So blieb das Programm ein Torso. Ohne die Schutzroutinen wollte ich die Steuerung nicht auf meine kostbare Anlage loslassen.

Einige Jahre ließ ich gelegentlich die Temperaturprotokolle laufen. Es stellte sich heraus, dass die Boilerumschaltung selten benutzt wurde, und auch von den verschiedenen Betriebsarten meiner Computer- losen Primitivsteuerung die meisten garnicht zum Einsatz kamen. Denn für meinen 1- Personen- Haushalt reichte der große Kollektor auch in der Standardbetriebsart. Als ich einmal wieder den Batteriewechsel verschlafen hatte, und also das Programm neu ins RAM hätte geladen werden müssen, baute ich die Computer- Baugruppe wieder aus.

Auch jetzt, nach sovielen Jahren, weiß ich nicht, wie ich all meine Erfahrungen abschließend bewerten soll. Genaugenommen ist der Schluss ja auch erst erreicht, wenn ich die Anlage einmal abbauen muss. Das kann nun schneller kommen, als mir lieb ist, weil die Pergola unter dem Kollektor wegfault. Die Balken sind zum Glück überdimensioniert und waren auch gut behandelt, aber Holz ist eben nicht Edelstahl. Vielleicht habe ich sie durch kürzlich noch darübergebaute Regenschutz- Hauben mit guter Durchlüftung erstmal noch gerettet. Aber auch das Gerüst, das die Schutzplane trägt, fault weg. Ob ich es nochmal neu baue, ist fraglich. Ich habe inzwischen eine Notstromversorgung, die ich nur noch auf die Pumpen und Steuerung schalten müsste. Die Plane dient dann nur noch als Hagelschutz. Wenn ich darauf verzichte, bin ich in guter Gesellschaft...

Finanziell betrachtet hat sich die Anlage für mich nicht gelohnt, weil in den ersten Betriebsjahren Öl und Gas so billig waren. ( Zur Zeit sieht das für Neuinstallationen wohl wesentlich besser aus. ) Aber es war und ist ein interessantes Hobby. Und als solches, dachte ich, gehört es mal wieder aus meinen Papierstapeln und Altdateien herausgeholt und veröffentlicht - und sei es auch nur als abschreckendes Beispiel. Aber vielleicht gibt es ja doch noch Tüftler und Forschernaturen, die auch mit den Standardanlagen nicht zufrieden sind und den Wirkungsgrad in der Praxis mit dem theoretisch möglichen vergleichen. Wenn also jemand diese Abhandlung findet, weil er die ausgetretenen Pfade verlassen will, muss er meine Fehler nicht nocheinmal machen. Er kann sich aus meinen mehr oder weniger exotischen Versuchen etwas herauspicken und weiterentwickeln. Und dann hätte sich alles doch noch gelohnt.

Gerne stehe ich für Auskünfte zur Verfügung, bitte aber schon um Verständnis, wenn mir jetzt nicht mehr alles so geläufig ist. Über die meisten hier behandelten Probleme habe ich seit 10 Jahren nicht mehr nachgedacht.