SPF Dienstleistungen

Hardware in the Loop (HiL) ist ein Verfahren, bei dem eine reale Komponente über seine Ein- und Ausgänge an einen Teststand angeschlossen wird der die Umgebung dieser Komponente simuliert und emuliert. Die Emulation setzt dabei die in der Echtzeit-Simulation ermittelte Reaktion der Umgebung in reale physikalische Werte um. Am SPF wird dieses Verfahren vor allem zum Testen von kompletten Gebäudeenergieversorgungssystemen (Heizen, Kühlen, Strom) eingesetzt. Dazu stehen sowohl thermische als auch elektrische Quellen und Senken zur Verfügung um ein breites Spektrum an möglichen Anwendungen umzusetzen, und insbesondere auch Fragestellungen der Sektorkopplung und Regelung zu untersuchen.

Für winkelabhängige Reflexions- und Transmissionsmessungen kommt eine «Imaging Sphere» zum Einsatz. Gegenüber Goniophotometern bietet diese Art der Streulichtmessung den Vorteil, dass das in einen kompletten Halbraum gestreute Licht mittels Leuchtdichtekamera innert Sekunden fotografisch erfasst wird. Die Einfallswinkel können zwischen 0° und 80° bei Reflexionsmessungen und zwischen 110° und 180° bei Transmissionsmessungen liegen. Die Winkelauflösung des Streulichtes beträgt 0.5°. Optional ist eine spektrale Auflösung im Bereich von 330 nm bis 1'100 nm möglich.

Wir verfügen über Methoden zur Bestimmung der Wärmekapazität von Wärmeträgerfluiden mit einer Genauigkeit von ± 0.3 – 0.5 %. Diese Werte sind sehr viel genauer als die meisten Herstellerangaben, die mit einem Fehler von ± 3 – 5 % behaftet sind. Genauere Stoffwerte schaffen Vertrauen in Ihre Produkte, und sind unabdingbar für ein Monitoring der Energiebilanzen von Wärme- und Kälteanlagen.

Mit unserem mobilen PV-Testlabor können PV-Module umfassend getestet und vermessen werden. Die Messungen beinhalten I/U-Kennlinien-, Elektrolumineszenz-, Infrarot- und HighPot-Messungen. Das Messlabor misst sekundenschnell vor Ort und liefert belastbare Informationen, unter anderem bei Verdacht auf Leistungsverlust oder sicherheitsrelevante Mängel von Modulen, sowie als allgemeine Qualitätskontrolle im Betrieb der PV-Anlage oder als Wareneingangsprüfung neuer Module im Lager oder auf der Baustelle.

Infos zu den Messverfahren

Bericht «Zwei Jahre Erfahrung mit mobilem Photovoltaik-Testlabor»

Die begehbare Klimakammer verfügt über einen Innenraum mit den Massen 2.0 x 2.7 x 4.5 m (H x B x L) und kann auf Temperaturen von -40 bis +85 °C betrieben werden. Die Luftfeuchte ist im Bereich von 15 bis 95 % rel. Feuchte einstellbar. Es können konstante Bedingungen, Profile, und beliebige zeitabhängige Funktionen für Temperatur und Feuchte gefahren werden.

Mehrere Solartracker für optimierte Einstrahlung im Freien. Ideal für Untersuchungen und Messungen unter senkrechter Einstrahlung, Expositionen und beschleunigte Alterung von Materialien und Komponenten, Untersuchung von Winkelabhängigkeiten, etc. Umgebungsbedingungen werden aufgezeichnet und sind verfügbar.

Unser Sonnensimulator ermöglicht Untersuchungen auch an grösseren Objekten bei frei wählbaren und wiederholbaren Strahlungs- und Umgebungsbedingungen. Anwendungsbeispiele: Optimierung von Solarkollektoren und anderen Elementen der Gebäudehülle, Prüfung der Strahlungsbeständigkeit von Materialien unter extremen Bedingungen, Infrarotaufnahmen von Elementen unter Bestrahlung, u.v.m.

Für die Komponentenentwicklung wie Pumpen, Kompensatoren, Dichtungen, Solarfluide etc. verfügen wir über zahlreiche unterschiedliche Spezialprüfstände, die nahezu beliebig angepasst werden können.

Unterschiedliche Spektrometersysteme kommen zum Einsatz bei der Messung der spektralen Strahlungsverteilung (Radiometrie) und bei der Bestimmung von Absorption, Emission, Reflexion und Transmission von Materialien.

Thermografie erlaubt es uns, die Temperatur von Oberflächen mit einem berührungsfreien, bildgebenden Verfahren zu analysieren. So werden Wärmeströme in metallischen Gegenständen wie Absorbern oder Speichern sichtbar. Für Absolutwert-kalibrierte Messungen wird unsere liquid-nitrogen-gekühlte Präzisions-Wärmebildkamera eingesetzt. Eine Reihe einfachere und mobilere Geräte liefern bei gewöhnlichen Fragestellungen bereits alle relevanten Informationen.

Mit Particle Image Velocimetry können Strömungsvorgänge z.B. an Speichereinbauten analysiert werden. Durch Laser Induced Fluorescence (LIF) kann zusätzlich die Temperaturverteilung im strömenden Fluid bestimmt werden.

Concise Cycle Test für Kombisysteme

Mit dem Concise Cycle Test Verfahren wird das realitätsgetreue Zusammenspiel von Kollektor, Speicher, Nachheizung und Regelung von Kombisystemen für Warmwasser und Raumheizung bewertet.
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Concise Cycle Test für Speicherschichtung

Seit 2014 bietet das SPF einen Concise Cycle Test auch für die Bestimmung und Beurteilung der Temperaturschichtung von Kombispeicher im realistischen dynamischen Betrieb mit einem 24 h Testprofil an.
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In unseren Klimaschränken und Hochtemperatur-Öfen können Materialien und Bauteile auf deren Widerstandsfähigkeit gegen die Umwelteinflüsse Temperatur, Feuchte, Kondensation und Bestrahlung geprüft werden.

Das SPF verfügbt über langjährige Erfahrung in der Simulation komplexer Energiesysteme mit Polysun und TRNSYS. Wir sind nicht nur Anwender dieser Programme, sondern entwickeln Komponenten, Regelungen und Code selber. Dadurch stehen uns Möglichkeiten offen, die «normalen» Benutzern dieser Programme verborgen bleiben.

Für die Gebäudesimulation werden am SPF IDA-ICE und TRNSYS eingesetzt.

EES ist ein Programm zur Lösung von Gleichungssystemen. Dank programmierbarer Benutzeroberfläche können wir damit spezielle Anwendungen für unsere Kunden entwickeln. Ein Beispiel dafür ist das Programm TubeCalc, welches von unserer Produkte-Seite herunter geladen werden kann.

Durch Einsatz eines nicht-sequentiellen Raytracing Programmes kann z.B. die optische Leistungsfähigkeit von Kollektoren mit Spiegelsystemen optimiert werden.

Die Finite-Elementen-Methode kann überall dort eingesetzt werden, wo komplexe  Wärmeleitungsvorgänge nicht mehr analytisch zu lösen sind.

Mittels Computational Fluid Dynamics können, im Gegensatz zu FEM, neben Wärme- auch Materialtransportvorgänge modelliert werden. Dadurch erschliessen sich auch Strömungsvorgänge in Flüssigkeiten und Gasen der Simulationen.

Beschleunigte Alterungsuntersuchungen (Accelerated Lifetime Testing) erlauben Vorhersagen über die zu erwartende Lebensdauer neuer Materialien, wie z.B. Solarabsorberschichten, unter vorgegebenen Einsatzbedingungen.