Ktec - Ingenieur-Büro Kind

Heizung

Lüftung

Sanitär

Klima

Elektro

Thermische Solaranlage

Grundsätzliches

Ein Sonnenstrahl benötigt 8 Minuten, um bis zur Erde zu gelangen. Die Sonne schickt in 20 Minuten so viel Energie zur Erde, wie die Menschheit in ungefähr einem Jahr benötigt.

Die Strahlungsleistung der Sonne beträgt 1,36 kW/m2. Sie wird auch als Solar-konstante bezeichnet. Auf der Erdoberfläche kommt jedoch nur eine Strahlungsleistung von ca. 1 kW/m2 an. Die Lufthülle um die Erde (Athmosphäre) filtert einen Teil ab. Multipliziert man diese Leistung mit der Sonnenscheindauer, ergeben sich in Mitteleuropa Werte von 900 – 1200 kWh/m2 Jahr. 

Zum Vergleich: Sahara 2500 kWh/m2 .

Systeme

Die Solarenergie ist mit verschiedenen Systemen nutzbar:

  • Passive Systeme: Wintergarten, Ausrichtung der Fenster
  • Aktives System (Elektrisch): Photovoltaik
  • Aktives System (Thermisch): Solarthermie

Die Solarthermie findet in der Heizungstechnik in den Bereichen Trinkwassererwärmung, Heizungsunterstützung und Schwimmbadwasser-erwärmung eine Anwendung.

Man unterscheidet zwischen:

  • Flachkollektoren: Wärmegedämmtes, kastenförmiges Gehäuse mit einer hagelfesten Solarverglasung mit hoher Lichtdurchlässigkeit. Im Kollektor befindet sich ein schwarz beschichteter Absorber aus wärmeleitendem Blech. Im Absorberblech sind dünne Rohre angebracht, die von der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt werden und die Wärme aufnehmen und im Heizsystem wieder abgeben.
  • Vakuumröhrenkollektoren: Glasröhre mit eingebautem Absorber, aus der die Luft abgesaugt wird, sodass ein Vakuum entsteht. Das Vakuum reduziert den Wärmeverlust im Kollektor. Mehrere nebeneinander angeordnete Glasröhren ergeben ein Kollektormodul.
  • Absorber: Schwarze, parallel geschaltete Kunststoffrohre, die hauptsächlich zur Schwimmbadwassererwärmung (Freibad) dienen. Sie werden direkt vom Schwimmbadwasser durchströmt.

Aufstellung

Die Sonnenkollektoren können auf einem Schrägdach oder auf einem Flachdach, z. B. Garage montiert werden. Auch eine Indachmontage ist möglich, bei der die Sonnenkollektoren in einer wasserdichten Wanne sitzen und an dieser Stelle die Dachdeckung ersetzen. Hierbei spielen hauptsächlich ästhetische Gründe eine Rolle.

Die Ausrichtung (Azimut) sollte vornehmlich nach Süden sein. Abweichungen nach Süd-Osten oder Süd-Westen um 45° haben lediglich Ertragseinbußen von ca. 10% zur Folge. Der Neigungswinkel sollte sich zwischen 30° und 55° bewegen.

Wirkungsgrad

Die Qualität eines Solarkollektors, egal ob Vakuumröhre oder Flachkollektor, ist nicht eindeutig durch den optischen Wirkungsgrad (eta 0) bestimmt. Es müssen immer auch die Wärmedurchgangskoeffizienten k1 und k2 betrachtet werden. Diese Koeffizienten sind ein Maß für die Wärmedämmung des Solarkollektors. Die eindeutigste Größe zur Bestimmung der Qualität eines Solarkollektors ist die Ertragsvorhersage in kWh/m2 Jahr. Diese ist in aller Regel in den technischen Herstellerunterlagen angegeben.

Im Sonnenkollektor befindet sich ein Temperaturfühler, der Kollektorfühler. Er misst die Temperatur, die die Sonne im Kollektor erzeugt. Der Kollektor wird von einem Wasser-Glykol-Gemisch durchflossen. Im Solarspeicher im Keller befindet sich ebenfalls ein Fühler, der Speicherfühler. Die Solarregelung vergleicht nun die beiden Temperaturen miteinander und gibt der Pumpe den Befehl zu laufen, wenn die Temperatur im Kollektor höher ist als die Temperatur im Solarspeicher. Denn nur dann kann Wärme in den Speicher über den Wärmetauscher abgegeben werden.

Solarer Deckungsanteil

Der solare Deckungsanteil an der Trinkwassererwärmung kann im Januar noch annähernd 20 Prozent betragen. Spitzenzahlen bis zu 100 Prozent können in den Monaten April bis September erreicht werden, wenn die Bedingungen optimal sind. Auf das gesamte Jahr gerechnet sind moderne Solaranlagen dank ausgereifter Technik in der Lage, rund 60 Prozent der für die Erwärmung des Trinkwassers erforderlichen Energiemenge zu liefern. Für einen Vier-Personen-Haushalt reicht dazu bereits eine Kollektorfläche von nur 4 bis 6 m2 aus. Die restlichen 40 Prozent steuert ein Heizgerät bei, das in der kälteren Jahreszeit auch die benötigte Heizwärme erzeugt.

Auch eine heizungsunterstützende Funktionsweise ist mit Solarkollektoren möglich. Hier können aber nicht die gleichen Deckungsbeiträge, wie bei den Systemen mit reiner Trinkwassererwärmung erreicht werden. Der Grund dafür ist, dass das solare Angebot und der Wärmebedarf des Gebäudes absolut gegenläufig sind. Wenn der größte Wärmebedarf benötigt wird, im Winter, ist in der Regel das Solarangebot am geringsten. Hier sind Deckungsbeiträge von 10 bis 25% möglich.

Mit Hilfe von Simulationsprogrammen können relativ genaue Ertragsvorhersagen für individuelle Anlagenkonfigurationen gemacht werden.

Sparen mit Solarenergie

Das Standardwerk zum Thema von Joachim Kind, erschienen beim Verlag Akademische Arbeitsgemeinschaft.

Infomaterial

Bitte informieren Sie sich umfassen anhand der von uns zusammengestellten Infomaterialien.

Erstberatung für Neubau, Anbau, Umbau und Sanierung

Dauer max. 2 Stunden, einschl. An- und Abfahrt





Pauschal 150 Euro* (inkl. gesetzl. MwSt.)

* im Umkreis von 25km

Gebäude-Thermografie

Thermografie-Aufnahmen aller relevanten Gebäudeteile
(Dauer 1,5 Stunden einschl. An- und Abfahrt)

 

Pauschal 350 Euro* (inkl. gesetzl. MwSt.)

* im Umkreis von 25km (Aktionspreis: in der Zeit vom 30. November bis 31. März)

Angebotserstellung

Wir erstellen Ihnen gern ein schriftliches Angebot über weitere Planungs- u. Beratungsmaßnahmen

 

Dämmmaßnahmen, Heizsysteme, Wirtschaftlichkeits­berechnungen, technische Berechnungen, Anfragen von Handwerker-Angeboten, Auswertung der Angebote und Vergabevorschläge, Bauleitung und Überwachung der Ausführung ...