Montag, 21. Mai 2012

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Sonnenenergie Wärme, die keinen Pfennig kostet

Energie / Solarenergie:
Unvorstellbar ist die Energiemenge, die von der Sonne ausgeht: In weniger als zwei Wochen liefert die Sonne der Erde die Energiemenge, die sämtlichen bekannten Vorräten an fossilen Energieträgern der Erde entspricht.

Für eine wirtschaftliche Nutzung der Solarenergie sind hochwertige Kollektoren sowie eine abgestimmte Systemtechnik notwendig.

Neben den Kollektoren sind:

– eine Pumpstation mit Sicherheitseinrichtungen für den Solarkreislauf,

– ein Speicherbehälter zur Trinkwassererwärmung bzw. zur

Speicherung der solar erzeugten Wärme sowie

– eine geeignete Regelung erforderlich.

Die Kollektoren

Die Kollektoren werden vorzugsweise auf dem Dach montiert.Das Funktionsprinzip ist im wesentlichen bei allen Varianten identisch. Sonnenstrahlung trifft auf eine Absorberschicht, die möglichst viel dieser Strahlung in Wärme umwandelt. Ein Wärmeträgermedium (Wasser-Frostschutz-Gemisch) kühlt den Absorber und transportiert die gewonnene Wärme über eine Pumpe zum Speicher.

Die einfachste Bauform stellen Flachkollektoren dar: Unter einer hagelfesten Solarglasscheibe befindet sich ein hochwertig beschichteter flächiger Kupferabsorber mit mäanderförmig verlegtem Kupferrohr für das Wärmeträgermedium. Der Kollektor ist ringsherum gut wärmegedämmt, um unerwünschte Wärmeverluste zu vermeiden.

Röhrenkollektoren folgen dem gleichen Wirkprinzip, die Absorber sind allerdings in einzelnen parallel angeordneten Röhren untergebracht. Die Röhren sind in der Regel in Glas ausgeführt und dauerhaft evakuiert. Das Vakuum gewährleistet eine sehr gute Wärmedämmung. Die Röhren sind drehbar gelagert, so dass eine bessere Ausrichtung zur Sonne ermöglicht wird, was die Solarausnutzung erhöht. Außerdem ist es dadurch auch möglich, Röhrenkollektoren senkrecht an einer Fassade zu montieren.

Regelung und Speicherung

Eine Solarregelung mit Temperatursensoren misst die Kollektor- und Speichertemperatur und schaltet bei ausreichender Sonneneinstrahlung eine Umwälzpumpe ein. Dadurch wird das Wärmeträgermedium im geschlossenen Kreislauf umgewälzt und der Speicher erwärmt. Wichtig ist, dass die Solarregelung mit der Regelung des Heizkessels kommunizieren kann, damit der Kessel so oft wie möglich abgeschaltet wird und so die kostenlose Sonnenenergie maximal ausgenutzt werden kann. Für die solare Trinkwassererwärmung werden in der Regel Bivalentspeicher, also Speicher mit zwei integrierten Heizwendeln, eingesetzt. Mit der unteren Heizwendel wird die Solarwärme auf das Trinkwasser übertragen. Ist die Sonneneinstrahlung nicht ausreichend, wird über die obere Heizwendel mit einem konventionellen Wärmeerzeuger nachgeheizt.

Auslegung

Grundsätzlich sollte eine Solaranlage zur Trinkwassererwärmung hinsichtlich der Kollektorgröße so bemessen sein, dass im Sommer kein Wärmeüberschuss produziert wird. Eine größere Kollektorfläche würde die solare Deckungsrate im Jahresmittel kaum steigern, da in den Sommermonaten Überschusswärme produziert würde, die nicht genutzt werden könnte. Wichtig für eine größtmögliche Energieaufnahme der Kollektoren ist deren Ausrichtung. Optimale Ergebnisse werden bei einer Orientierung gen Süden erzielt, Abweichungen bis 45 Grad sind akzeptabel. Durch den Einsatz von Röhrenkollektoren, die axial gedreht werden können, kann eine Optimierung bei nicht ideal ausgerichteten Dachflächen erfolgen. Der günstigste Kollektor-Neigungswinkel gegenüber der Erdoberfläche beträgt 30 bis 45 Grad. Dies ist als Kompromiss zwischen dem Sonneneinfallswinkel im Sommer und im Winter anzusehen und entspricht typischen Dachneigungen.

Installation und Betrieb

Zur Montage der Kollektoren stehen heute einfache und sichere Montagesysteme zur Verfügung. Üblicherweise werden die Kollektoren auf dem Dach montiert. Röhren- und Flachkollektoren können mit Dachhaken oberhalb der Dachpfannen angebracht werden. Dazu gibt es für nahezu alle Ziegelarten fertige Montagesysteme. Flachkollektoren können ähnlich wie Dachfenster auch in die Dachhaut integriert werden. Für die Flachdach- und Bodenmontage besteht die Möglichkeit, durch Gestelle die optimale Neigung einzustellen.

Sowohl bei Neu- als auch bei Altbauten wird der Einbau energiesparender Techniken wie Solaranlagen durch zahlreiche Förderprogramme unterstützt.

Hausbautipps24 Übersicht Solarenergie

verwandte Themen:

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Autarke Systeme zur solaren Trinkwassererwärmung

Text & Photoquelle: www.viessmann.de

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