Sonne ist Zukunft. Mit der Sonnenenergie steht der Menschheit eine Energiequelle zur Verfügung, die den künftigen, noch steigenden Energiebedarf klimaunschädlich decken kann und daneben auch noch positive Beschäftigungseffekte auslöst.
Wie funktioniert Solarthermie?
Die Solarthermie nutzt die Wärmestrahlung der Sonne, um warmes Wasser oder Heizwärme zu erzeugen. Je mehr Wärme vom Sonnenkollektor auf dem Dach eingefangen wird, umso besser kann diese kostenlose Wärme genutzt werden.
Eine Pumpe fördert die im Kollektor erwärmte Trägerflüssigkeit zum Solarspeicher. Dort gibt die Trägerflüssigkeit ihre Wärme über einen Wärmetauscher an das Wasser im Speicher ab. Die abgekühlte Flüssigkeit wird zum Kollektor zurückgeführt, um dort erneut aufgewärmt zu werden.
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Solarkollektoranlagen im Einsatz
Solarkollektorenanlagen werden über einen Solarregler gesteuert. Sobald die Temperatur am Kollektor die Temperatur im Speicher übersteigt, schaltet die Regelung die Solarkreis- Umwälzpumpe ein und die Wärmeträgerflüssigkeit transportiert die im Kollektor aufgenommene Wärme über die speziell für hohe Temperaturen gedämmten Rohrleitungen in den Wärmespeicher.
Solarwärmeanlagen zur Heizungsunterstützung benötigen eine größere Kollektorfläche und ein größeres Speichervolumen als Anlagen, die lediglich der Warmwasserbereitung dienen. Der installierte Speicher muss daher dem jeweiligen Verwendungszweck angepasst werden.
Es gibt 3 Arten von Solarkollektoren
Am effizientesten sind Vakkuum-Röhrenkollektoren
Nachfolgend finden Sie einen Überblick über die gängigen Kollektorbauformen: Am effizientesten sind Vakuumröhrenkollektoren, gefolgt von den Flachkollektoren. Um die Anforderungen des geltenden Wärme gesetzes zu erfüllen, müssen Solarkollektoranlagen mit dem europaweit gültigen Qualitätslabel »solar keymark« zertifiziert sein.
Das Label ist das Qualitätssiegel des Europäischen Komitees für Normung und die Voraussetzung für die Förderung der Solarthermieanlage durch das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA).
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Flachkollektoren eignen sich vor allem für Anlagen zur Erwärmung von Brauchwasser sowie für Anlagen, bei denen der Schwerpunkt auf Brauchwassererwärmung liegt und überschüssige Energie zur Unterstützung der Heizung genutzt werden soll. In beiden Fällen ist ein zusätzlicher Wärmeerzeuger vorhanden, der an Tagen zu geringer Sonnenenergie die Nachheizung übernimmt und die Hauptlast der Beheizung trägt.
Die Kollektoren haben als Tragkonstruktion eine tiefgezogene Aluwanne oder einen Alurahmen mit rückseitiger Alufolie, eine hochwertige Mineralwollisolierung zwischen Rückwand und Absorber und meist 4 mm starkes, hagelschlaggetestetes und hochtransparentes Einscheiben-Sicherheitsglas.
RF Wärmebroschüre · Citrin Solar
Flachkollektoren in waagrechter Bauart haben grundsätzlich die gleichen Eigenschaften und Einsatzbereiche wie die in senkrechter Ausführung, doch gibt es oftmals bauliche Voraussetzungen, bei denen eine niedrige Bauart von Vorteil ist, z. B. bei einer aufgeständerten Montage auf Schrägdächern, bei Flachdächern oder bei Freiaufstellung.
Hierfür empfehlen sich die waagrechten Kollektor-Ausführungen. Ihre innenliegende Verrohrung ist speziell für die waagrechte Montage der Kollektoren ausgelegt und stellt sicher, dass es keine Probleme mit Luftpolstern im Kollektor gibt und somit die Anlage effizient arbeiten kann.
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Vakuum-Röhrenkollektoren sorgen für die höchsten Energieerträge. Hier befinden sich die Absorberflächen innerhalb von Glasröhren. Vakuum-Röhrenkollektoren sind in zwei Bauarten erhältlich: Bei direkt durchströmten Röhren fließt die Wärmeträgerflüssigkeit durch den Absorber. Sie können beliebig montiert und optimal auf die Sonne ausgerichtet werden.
Ein Nachteil: Im Falle eines Austauschs von Röhren muss die gesamte Anlage entleert werden. Bei sogenannten Heatpipe-Röhren hat jede Röhre ihren eigenen Kreislauf. So lässt sich bei Bedarf jede Röhre separat ohne Entleerung des gesamten Solarkreises auswechseln.
Was sollte ich bei der Wahl meiner Solaranlage auf dem Schirm haben?
Die Anlagengröße muss stimmen: Bei einem mittleren Warmwasserverbrauch von 40 l pro Person und Tag und einem Deckungsgrad von 60 % werden ca. 1,5 m2 Flachkollektor oder 1 m2 Röhrenkollektor pro Person benötigt. Das Volumen des Warmwasserspeichers sollte bei ca. 80 l pro Person liegen, damit auch an sonnenarmen Tagen genügend Warmwasser verfügbar ist.
Bei heizungsunterstützenden Anlagen benötigt man pro Quadratmeter Kollektorfläche zwischen 80 und 100 l Puffervolumen und min. 10 m2 Kollektorfläche pro Anlage bei Flachkollektoren sowie 7,5 m2 bei Röhrenkollektoren.
Die solare Brauchwassererwärmung ist die einfachste Form zur Nutzung der Solarthermie. Dabei wird ein Trinkwasserspeicher über einen integrierten Wärmetauscher beheizt.
Alternativ kann auch ein Pufferspeicher, der Heizungswasser enthält, erwärmt werden. Die angebaute Frischwasserstation bereitet anschließend im Durchfluss das Trinkwasser.
Heizungsunterstützung liegt im Trend: Im Jahr 2017 wurden in Deutschland über 630.000 m2 Kollektorfläche neu installiert. Dabei werden immer mehr Solarthermieanlagen zur Heizungsunterstützung genutzt. Bei diesen Anlagen entsprechen Aufbau und Funktion des Kollektorkreises dem einer Warmwasser-Solaranlage.
Diese Anlagen heizen sowohl das Trinkwasser als auch das in einem Puffer befindliche Heizungswasser auf. Die Trinkwasserbereitung wird dabei immer öfter über an den Puffer angebaute Frischwasserstationen realisiert: Dies spart Platz und sorgt für keimarmes Wasser. Reicht die solare Wärme nicht aus, wird je nach Wärmeanforderung die fehlende Wärme durch herkömmliche Wärmeerzeuger abgedeckt.
Solarkollektoren sind sehr unkompliziert aufzustellen und autark oder als Teil eines solargestützten Wärmepumpensystems nutzbar.
Einfache bauliche Voraussetzungen
Jedes Dach mit einer Ausrichtung zwischen Südosten und Südwesten sowie einer Neigung von 20 bis 60° ist solartechnisch gut nutzbar. Beim solargestützten Wärmepumpensystem muss lediglich die für den Kollektor bzw. das Solarmodul benötigte Dachfläche vorhanden sein.
Solarkollektoren können in der Regel in mehreren Varianten aufgestellt werden: als Aufdach-, Indach-, Flachdach-, Fassaden- oder Freiaufstellung. Und sie können sogar an Balkonen montiert werden. Wichtig ist, dass die Fläche beschattungsfrei ist. Eine Baugenehmigung ist für den Einbau einer Solaranlage in der Regel nicht erforderlich.
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Haus mit Solarkollektor
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Solaranlagen eignen sich grundsätzlich für alle Wohngebäude, den Neubau wie auch den nachträglichen Einbau in Bestandsbauten. Beim Neubau eines Hauses werden gegenüber einem nachträglichen Einbau ca. 20 % der Kosten eingespart.
Vorteile
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Die Energiequelle ist gratis.
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Die Heizperiode kann verkürzt werden. Im Sommer kann meistens die konventionelle Heizanlage komplett abgeschaltet werden.
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Bis zu 30 % Heizenergie können im Jahr eingespart werden.
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Der Immobilienwert wird erhöht.
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Die Anlage ist förderfähig.
