Solarthermie
So funktionieren solarthermische Anlagen
Welche Anlage passt zu wem?
Generelle Frage, die sich jeder Interessent stellen sollte, ist: Was
will ich? Etwa maximale Wirtschaftlichkeit? Wofür möchte ich die Kraft
der Sonne nutzen (Warmwasser, Heizung, Prozesswärme, Schwimmbad, etc.)?
Wie erreiche ich maximale Unabhängigkeit von Öl und Gas? Oder möchte ich
einfach etwas für die Umwelt machen? Nachfolgend eine Übersicht über
die verbreitetsten Systeme.
Warmwasserbereitung
Paradigma Aqua-System
Jetzt können Sie Ihr
bestehendes Heizungssystem ganz einfach um eine Solaranlage erweitern.
Die
neueste, patentierte Entwicklung von Paradigma macht's möglich. Wir
installieren den Sonnenkollektor auf Ihrem Dach und schließen ihn direkt
an die bestehende Heizung an - schnell, einfach, kostensparend! Dieses
ist auch mit dem alten Speicher möglich!
Grundbestandteil ist der
hochleistungsfähige und mehrfach prämierte CPC-Vakuumröhrenkollektor.
Mit diesem Kollektor und einem ausgeklügelten Gesamtkonzept ist es
möglich, anstatt teurem Frostschutzmittel einfach das gleiche Wasser zu
benutzen, welches durch den Heizkessel, die Heizkörper und die
Heizschlange des Warmwasserspeichers strömt (Kesselwasser!) Somit kann
der vorhandene Warmwasserspeicher direkt angeschlossen werden (und
natürlich auch der Heizkessel = solare Heizung!).
Der
Warmwasserspeicher sollte natürlich ein paar Kriterien erfüllen, wie z.
B. ein Mindestvolumen von 120 Litern und eine ausreichende Dämmung
(Speicher nicht älter als 15 Jahre!)
Aufbau Aqua-System mit CPC Allstar-System
Mit
diesem System haben wir die Möglichkeit, sehr günstig eine reine
Warmwasseranlage nachzurüsten. Der CPC-Kollektor ist praktisch ein
zweiter Heizkessel.
Aufbau Aqua-System mit CPC Azzurro-System
Die
Sonne kann kommen, der Kessel bleiben: Unter diesem Motto leistet das
AquaPaket CPC Star Azzurro einen wichtigen Beitrag zur
Trinkwassererwärmung für den Zwei- bis Acht-Personenhaushalt. Durch ein
Tuning-Set und einen zusätzlichen Kollektor kann der Hausbesitzer seine
Anlage jederzeit erweitern und zusätzlich die Raumheizung mit
unterstützen.
Wagner und Riposol Flachkollektorsysteme
Mit
einer ausreichend dimensionierten Solaranlage kann der Warmwasserbedarf
eines Haushaltes außerhalb der Heizperiode nahezu vollständig gedeckt
werden. Auch in der Heizperiode trägt die Solaranlage zur
Warmwasserbereitung bei, so dass übers Jahr 60 - 70% der hierzu nötigen
Energie von der Sonne kommt.
Wagner Solar Flachkollektoren sind
seit über 20 Jahren bewährt und schneiden in Leistungstests sehr oft als
Testsieger ab. Es gibt fertige Pakete und auch Selbstbauanlagen.
Aufbau einer Flachkollektor-Solaranlage zur
Warmwasserbereitung
(Quelle: Wagner Solar)
Der
Sonnenkollektor wandelt kurzwellige Solarstrahlung durch Absorption in
Wärme um und überträgt die Energie auf eine frostsichere
Solarflüssigkeit. Diese fließt im Kernstück des Kollektors, dem
Solarabsorber. Um Energieverluste zu verhindern, zum Beispiel durch
Wärmeableitung an die Umgebung, werden Sonnenkollektoren vor allem an
den Seiten und der Rückwand gut gedämmt. Im Kollektor können
Temperaturen von über 200° C auftreten.
Die Umwälzpumpe der
Solarregelstation sorgt für den Wärmetransport vom Kollektor zum
Solarspeicher. Sie wird vom Solarregler immer dann eingeschaltet, wenn
der Kollektor wärmer als der Speicher ist. Weiterhin gehören diverse
Sicherheitseinrichtungen wie Manometer, Sicherheitsventile,
Abblaseleitung, Auffangbehälter und ein Ausdehnungsgefäß zur
Solarregelstation. Dieses Ausdehnungsgefäß nimmt die entstehenden
Volumenänderungen auf, die infolge unterschiedlicher Temperaturen der
Wärmeträgerflüssigkeiten auftreten.
Solares Energieangebot und
Wärmenachfrage fallen zeitlich meistens nicht zusammen. Der
Solarspeicher vermittelt als Wärmespeicher zwischen Wärmeangebot und
Wärmenachfrage. Die Palette reicht von Kurzzeitspeichern bis zu
saisonalen Wärmespeichern. Trinkwasserspeicher, wie auf unserer Grafik,
versorgen Dusche und Bad, Heizungspufferspeicher dienen der Raumheizung.
Kombispeicher ermöglichen beide Anwendungen.
Bei schlechtem
Wetter wird der Heizkessel zugeschaltet, um das Wasser im Speicher zu
erwärmen. Eine Anlage mit nur 6 m² Sonnenkollektor kann den
Warmwasserbedarf eines Einfamilienhauses außerhalb der Heizperiode zum
größten Teil decken. Auch in der Heizperiode trägt die Solaranlage zur
Warmwasserbereitung bei, so dass übers Jahr 60-70% der hierzu nötigen
Energie von der Sonne kommt. Wenn zusätzlich Waschmaschine und
Geschirrspüler an die Warmwasserversorgung angeschlossen werden, wird
neben Gas oder Öl zusätzlich teurer Strom gespart.
Wichtig wie
bei allen anderen Anlagen ist eine gute Dimensionierung!
Warmwasserbereitung und solares Heizen
Paradigma Aqua-System
Neben den schon bei den
Warmwasser-Aqua-Systemen genannten Vorteilen bieten diese Systeme viele
weitere Merkmale, die sie von den klassischen Frostschutzanlagen
unterscheiden. Da wir hier mit Wasser als Wärmeträger arbeiten,
erreichen wir einen höheren Wirkungsgrad, da Wasser eine viel höhere
Wärmekapazität als das Frostschutzmittelgemisch aufweist. Das
Aqua-System kann somit mehr Wärme transportieren, da Wasser einfach mehr
Wärme aufnimmt. Das Frostschutzmittel bedarf ebenfalls einer gewissen
Überwachung, d.h. einer regelmäßigen Überprüfung hinsichtlich
Frostschutzsicherheit und PH-Wert. Da es im kalten Zustand auch
besonders zäh fließt, führt dies zu einem höheren Stromverbrauch für die
Solarumwälzpumpe.
Durch den Wegfall eines ansonsten
erforderlichen Wärmetauschers erreichen wir auch einen höheren
Wirkungsgrad.
Verbessern lässt sich der Wirkungsgrad auch durch
den Einsatz eines speziellen Speichers (z. B. Schichtenspeicher), wie im
folgenden Aufbauschema einer Paradigma Solaranlage für die
Warmwasserbereitung und das solare Heizen gezeigt wird.
Aufbau einer Flachkollektor-Solaranlage zur Warmwasserbereitung
(Quelle: Wagner Solar)
Trinkwassererwärmung
und Unterstützung der Raumheizung: Das erstmals verfügbare AquaPaket
CPC/OPTIMA bietet höchsten Komfort im Neubau sowie bei anstehenden
Heizungsmodernisierungen. Der im Angebot enthaltene Frischwasserspeicher
OPTIMA Aqua erzielt durch seine ausgefeilte Wärmedämmung und
Schichtleittechnik eine besonders hohe Energieeffizienz.
Wagner
und Riposol Flachkollektorsysteme
Mit einer ausreichend
dimensionierten Solaranlage kann der Gesamtwärmebedarf eines Gebäudes
übers Jahr mit bis 30% der hierzu nötigen Energie von der Sonne gedeckt
werden.
Auch höhere Deckungsraten sind möglich, allerdings muss
man dann damit rechnen, dass das Preis-/Leistungsverhältnis immer
ungünstiger wird.
Technische Hauptunterscheidung ist hier neben
der meist erheblich größeren Fläche der Speicher, hier oft in Form eines
Kombipufferspeichers. Natürlich können auch normale Pufferspeicher
angeschlossen werden und über externe Wärmetauscher besteht auch die
Möglichkeit, Schwimmbäder zu erwärmen.
Auch hier haben sich
Wagner Solar Flachkollektoren seit über 20 Jahren bewährt und schneiden
in Leistungstests sehr oft als Testsieger ab.
Aufbau einer Flachkollektor-Solaranlage zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung
(Quelle: Wagner Solar)
Der
TERMO-Solarspeicher kombiniert auf einfache, aber effektive Weise
diese beiden Anwendungen. Im Innenbehälter befindet sich Trinkwasser,
der Außenbehälter ist mit Heizungswasser gefüllt. Über den
Solarwärmetauscher können beide Bereiche aufgeheizt werden. Werden
durch die Solarstrahlung ausreichend hohe Temperaturen erzeugt, wird
die Heizung mit Wasser aus dem Tank-in-Tank-Speicher versorgt.