Nähere Angaben zur geplanten thermischen Solaranlage

Objekt Einfamilienhaus Mehrfamilienhaus Landwirtschaftliches Objekt Gewerbeobjekt

Dachart Satteldach
Walmdach
Krüppelwalmdach
Flachdach
Pultdach
Sonstiges

Verfügbare Dachfläche in m²

Art der gewünschten Anlage Trinkwassererwärmung Heizungsunterstützung nur Schwimmbaderwärmung Sonstiges *

Durchführung In 1-2 Monaten In 3-6 Monaten In mehr als 6 Monaten

Dach-Ausrichtung Süd West Ost Süd-West Süd-Ost Nord-West Nord-Ost *

Grad Dachneigung

Wie viele m² haben Sie zu beheizen? *

Bisheriger Verbrauch in "Liter Öl" oder "m³ Gas" etc. (bei bestehenden Häusern)

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Thermische Solaranlagen

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Fragen und Antworten (FAQ) zum Thema thermische Solaranlagen

1. Was ist Solarenergie?

In der Sonne wird bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium Strahlungsenergie frei (Kernfusion), die als Licht und Wärme zur Verfügung steht. Ohne diese Energie könnte kein Leben auf der Erde existieren. Die Sonne strahlt stündlich mehr Energie auf die Erde, als die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr verbraucht.

2. Was ist Solarwärme?

(nach oben)

Als Solarwärme wird normalerweise die Technik bezeichnet, mit der Wasser durch Sonnenenergie erwärmt wird. Der Fachbegriff lautet Solarthermie (griechisch: Thermie = Wärme). Solarthermie kann jedoch auch dazu genutzt werden warme Luft oder sogar Kälte zu erzeugen.

3. Wie ist eine solarthermische Anlage aufgebaut?

(nach oben)

Solarthermische Anlagen bestehen üblicherweise aus einem Sonnenkollektor, einer Regeleinheit mit Pumpe und einem gut gedämmten, wassergefüllten Speicher. Im Kollektor sammeln besonders beschichtete Kupferbleche die Solarenergie (lateinisch: Kollektor = Sammler). Unter den Blechen sind Kupferrohre befestigt, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit fließt. Die Regeleinheit mit der Pumpe sorgt dafür, dass die Wärme abtransportiert wird. Im Speicher wird die Wärme dann durch einen Wärmetauscher an das Speicherwasser abgeben. So steht das warme Wasser auch nachts oder an Regentagen zur Verfügung.

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Was schreibt Wikipedia zu:

Thermischen Solaranlagen

Thermische Solaranlage

Als thermische Solaranlage werden Solaranlagen bezeichnet, die Wärme aus der Sonneneinstrahlung nutzbar machen (Solarthermie). Die Wärme wird in der Prozesstechnik oder der Gebäudetechnik nutzbar gemacht oder in thermischen Solarkraftwerken zur Stromerzeugung genutzt.

Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Strom – z. B. mittels Solarzellen – wird dagegen als Photovoltaik, die entsprechenden Anlagen als Photovoltaikanlagen bezeichnet.

Einsatzgebiete einer thermischen Solaranlage

Überwiegend werden thermische Solaranlagen in der Haustechnik genutzt. Die gewonnene Wärme wird hierbei meistens zur 'Trinkwasser'-Erwärmung (Spül-, Dusch- und Badewasser) und für die Erwärmung der Wohnräume eingesetzt.

Im industriellen Bereich werden Anlagen mit meist mehr als 20 m² Kollektorfläche zur Produktion von Prozesswärme im Temperaturbereich bis 100 °C oder wenig darüber, etwa zur Beschleunigung biologischer und chemischer Prozesse bei der Biomasseverarbeitung oder in der chemischen Industrie oder zur Aufheizung/Vorwärmung von Luft betrieben.

Ebenfalls zu den thermischen Solaranlagen zählen Anlagen zur solaren Klimatisierung. Aufgrund der hohen Temperaturen sind sie vergleichbar mit den Prozessanlagen.

Ein großtechnischer Einsatz findet dagegen in thermischen Solarkraftwerken wie etwa in Andasol statt. Die meisten dieser Anlagen verwenden konzentrierende Kollektoren zur Fokussierung der Sonnenstrahlen auf einen Absorber-Punkt oder eine Absorberlinie, in dem bzw. der Temperaturen von 390 °C bis über 1000 °C erreicht werden können. Diese Wärme wird anschließend entweder als industrielle Prozesswärme genutzt oder über Generatoren in Strom umgewandelt (solarthermische Stromerzeugung). Da konzentrierende Anlagen auf direkte Sonneneinstrahlung angewiesen sind, werden sie nur in sonnenreichen und trockenen Regionen (in Europa beispielsweise in Südspanien) eingesetzt.

Dieser Artikel konzentriert sich im Folgenden auf den Einsatz der Solarthermie zur Trinkwasser-Erwärmung und Heizungsunterstützung, da dies der in Mitteleuropa (noch) häufigste und am meisten verbreitete Anwendungsbereich ist.

Bestandteile einer thermischen Solaranlage

Die thermische Solaranlage besteht aus einem Kollektor, welcher die Sonnenstrahlung in Wärme umwandelt, einem Solarwärmespeicher, der die nicht sofort genutzte Wärme speichert sowie dem verbindenden Solarkreislauf, über den die Wärme vom Kollektor in den Speicher transportiert wird. Dieser besteht aus Rohren, Armaturen und Antriebsaggregaten, die den einwandfreien Betrieb der Anlage sichern, sowie einem Regler, welcher den Wärmetransport an- und ausschaltet (außer bei Schwerkraft-Anlagen).

Kollektoren

Sonnenkollektor

Der Sonnenkollektor ist der Teil der Solaranlage, der einen großen Teil der Energie des Sonnenlichts aufnimmt (Absorption), gleichzeitig aber – trotz eigener Erwärmung – nur wenig davon wieder als Wärmestrahlung abgibt (Emission). Er überträgt die absorbierte Wärme möglichst verlustfrei auf die so genannte Solarflüssigkeit im Solarkreislauf.

Die wichtigste bautechnische Unterscheidung bei Kollektoren ist die zwischen

‚mit Luft gefüllten‘ Kollektoren, die mit herkömmlichen Dämmmaterialien gegen die Wärmeverluste geschützt werden (Dämmung). Sie sind wegbereitend für die effiziente Solarnutzung gewesen. Sie haben erfahrungsgemäß eine sehr lange Lebensdauer; es soll Hersteller geben, die eine Funktionsgarantie über 20 Jahre geben.
Vakuumröhrenkollektoren; diese arbeiten nach dem Thermoskannenprinzip: Um die das Transportmedium enthaltene innere Absorberröhre ist eine zweite, äußere (Glas-)Röhre gesetzt. Zur besseren Dämmung wird dem Zwischenraum die Luft entzogen (Vakuum). Sie sind vor allem bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen Außenluft und Absorber leistungsfähiger als andere Bautypen. Sie werden daher auch im industriellen Bereich eingesetzt, wo Prozesswärme mit konstant über 80 °C benötigt wird.

Da luftgefüllte (Platten-)Kollektoren deutlich preisgünstiger und damit in der Regel wirtschaftlicher sind, wird in der Haustechnik überwiegend dieser Bautyp eingesetzt. Vakuumkollektoren haben dagegen einen höheren Ertrag pro Quadratmeter Absorberfläche. Allerdings schmilzt der Unterschied bei der Umrechnung auf die Gesamtfläche des Kollektors statt der reinen Absorberfläche stark zusammen, da bei luftgefüllten Kollektoren der Absorber einen deutlich größeren Anteil der insgesamt zur Aufstellung benötigten Fläche einnimmt.

Theoretisch sollten Vakuumröhrenkollektoren vor allem im Winter größere Erträge liefern, wenn bei niedrigen Außentemperaturen die bessere Dämmung zum Tragen kommt. In der Praxis sind die Kollektoren dann aber häufig schnee- und eisbedeckt. Infolge der besseren Dämmung tauen Schnee und Eis auf Vakuumröhrenkollektoren langsamer ab, wodurch ihre effektive Nutzungsdauer geringer ist.

Eine Mischform sind so genannte Vakuumflachkollektoren. Diese stellen einen Versuch dar, die besseren Dämmeigenschaften des Vakuums auch in 'normalen' Flachkollektoren zu nutzen. Bauartbedingt neigen diese aber zu Undichtigkeiten, so dass eindringende Luft die Wärmeisolation verringert und regelmäßig mit Hilfe einer Vakuumpumpe abgesaugt werden muss.

Bei registerförmigen Absorberrohren oder wenn mehrere Solarabsorber/-kollektoren in einem gemeinsamen Hydrauliksystem parallel betrieben werden (beispielsweise mit einer gemeinsamen Umwälzpumpe), müssen sie nach Tichelmann miteinander verrohrt werden, damit eine einigermaßen gleichmäßige Durchströmung aller Absorber-/Kollektorsegmente sichergestellt ist.

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