Solarthermie

Unter Solarthermie versteht man die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie, d.h. die Wärmegewinnung aus der solaren Einstrahlung.

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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.

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.

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!

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.

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.