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Solarwärme.
- + vergrößernFunktionsweise eines Kollektors
Bei solarthermischen Anlagen wandeln Sonnenkollektoren auf dem Dach die Solarstrahlung in nutzbare Wärme um. Diese wird von einem Wärmeträger – ein Wasser-Frostschutzgemisch – aufgenommen und von einer Umwälzpumpe in einen Warmwasserspeicher im Heizungsraum geleitet.
Im Speicher gibt die Trägerflüssigkeit ihre Wärme über einen Wärmetauscher an das Trinkwasser ab und wird zurück zum Kollektor geführt. Im Warmwasserspeicher ist ein zweiter Wärmetauscher eingebaut, mit dem das Wasser in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung (z.B. im Winter) durch den Heizkessel weiter erwärmt wird. Das Wasser-Frostschutzgemisch ist durch ein eigenständiges Rohrsystem vollständig vom Trinkwasserkreislauf getrennt und sorgt dafür, dass die Kollektoren im Winter nicht einfrieren und beschädigt werden.
Solarwärmeanlagen übernehmen die Trinkwassererwärmung im Sommer komplett – im Winter heizt die Heizung nach. Über das Jahr gesehen liefern Solaranlagen etwa 60 bis maximal 70 Prozent des Energiebedarfs für die Erwärmung des Trinkwassers. Größer dimensionierte Solaranlagen können aber auch einen Teil des Heizwärmebedarfs der Räume abdecken. Das Einsparpotenzial liegt dann, je nach Dämmstandard des Gebäudes, bei bis zu 20 Prozent des gesamten Heizenergiebedarfs. Besonders in der Übergangszeit im Frühjahr und Herbst kann eine solche Anlage einen deutlichen Beitrag leisten.
Für die Installation von Sonnenkollektoren bieten sich nach Süden orientierte Dach- und Fassadenflächen an, da die Sonneneinstrahlung aus südlicher Richtung am stärksten ist. Zwischen Ost und West sind aber alle Ausrichtungen realisierbar, gegebenenfalls muss die Kollektorfläche etwas größer gewählt werden. Sollten die Dach- oder Fassadenflächen nicht ausreichen oder schon belegt sein (z.B. für Photovoltaik), besteht auch die Möglichkeit, Sonnenkollektoren auf einem Garagendach oder im Garten aufzustellen. Optimal werden die Kollektoren in einem Neigungswinkel von 45 Grad angebracht, doch auch Neigungswinkel zwischen 30 und 60 Grad führen noch zu einem guten Ertrag.
Kollektortypen.
- + vergrößernKollektortypen
Zur solaren Wassererwärmung werden meist Flachkollektoren eingesetzt. In den Flachkollektoren verlaufen kleine Röhren, die eine Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt. An die Röhren sind Wärmeleitbleche angeschweißt, welche die Wärme aufnehmen und an die Flüssigkeit weiterleiten. Flachkollektoren sind robust und kostengünstig. Bei Vakuumröhrenkollektoren sind die wärmeaufnehmenden Metallröhrchen in Glasröhren untergebracht. Diese Glasröhren stehen unter Vakuum. Dadurch erzielen Vakuumröhrenkollektoren höhere Wirkungsgrade als Flachkollektoren.
Planungswerte Solarthermie: Vier-Personen-Haushalt (Beispiel).
| Kriterium | Solarthermie Warmwasser | Solarthermie Trinkwasser und Raumwärme |
|---|---|---|
| Strahlungsangebot der Sonne | ca. 1.000 kWh/(m2a) | ca. 1.000 kWh/(m2a) |
| Anlagengröße | 4 - 6 m² Flach-kollektoren | 10 - 18 m² Flach-kollektoren |
| Größe Wärmewasserspeicher | 300 l pro m² | ca. 350-400 l pro m² |
| Energieeinsparung/ Deckungsbeitrag | bis 60% des Warmwasser- Bedarfs | bis 20% gesamt bei gut gedämmten Gebäuden |
| Investitionskosten | 4.000 - 6.000 € | 8.000 - 12.000 € |
