Wärme durch Licht
Solarthermie ist die Wärmegewinnung durch Sonnenenergie. Jeder kennt den Effekt: ein mit Wasser gefüllter Gartenschlauch erhitzt sich in der Sonne enorm schnell. Ähnlich funktioniert auch die Solarthermie. Hier wird die Sonne zur Erwärmung von Trinkwarmwasser, Schwimmbädern oder zur Unterstützung der Raumheizung genutzt.
Einfaches Prinzip und gute Integration in vorhandene Systeme:
Sonnenkollektoren absorbieren solare Strahlung, wandeln sie in Wärme um und geben dieWärme an ein Wärmeträgermedium ab. Dieses wird über ein Rohrsystem zum Solarspeicher gepumpt, erwärmt dort das Wasser im Speicher und strömt abgekühlt zu den Kollektoren zurück. Solange nutzbare Wärme in den Kollektoren zur Verfügung steht, hält der Regler die Pumpe in Betrieb. Im Winter heizt der Kessel die fehlende Wärme nach. Solarthermie-Anlagen können verhältnismäßig einfach in vorhandene Warmwassersysteme eingebunden werden.
Solarthermie ist die Wärmegewinnung durch Sonnenenergie. Jeder kennt den Effekt: ein mit Wasser gefüllter Gartenschlauch erhitzt sich in der Sonne enorm schnell. Ähnlich funktioniert auch die Solarthermie. Hier wird die Sonne zur Erwärmung von Trinkwarmwasser, Schwimmbädern oder zur Unterstützung der Raumheizung genutzt.
Einfaches Prinzip und gute Integration in vorhandene Systeme:
Sonnenkollektoren absorbieren solare Strahlung, wandeln sie in Wärme um und geben dieWärme an ein Wärmeträgermedium ab. Dieses wird über ein Rohrsystem zum Solarspeicher gepumpt, erwärmt dort das Wasser im Speicher und strömt abgekühlt zu den Kollektoren zurück. Solange nutzbare Wärme in den Kollektoren zur Verfügung steht, hält der Regler die Pumpe in Betrieb. Im Winter heizt der Kessel die fehlende Wärme nach. Solarthermie-Anlagen können verhältnismäßig einfach in vorhandene Warmwassersysteme eingebunden werden.
Funktionsschema Solarthermie-Anlage
Quelle: Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie e.V.
Komponenten einer thermischen Solaranlage:
Solarthermie ist eine ideale Ergänzung zur konventionellen Heizung und lässt sich problemlos in die Gebäudetechnik integrieren. Damit ergänzt eine moderne thermische Solaranlage, die mit mindestens 20 Jahren die Lebensdauer eines Heizkessels übertrifft, die konventionelle Heiztechnik ideal. Eine Solarthermie-Anlage besteht hauptsächlich aus den folgenden Komponenten:
1. Der Sonnenkollektor
Herzstück einer thermischen Solaranlage ist der Kollektor, der üblicherweise auf dem Hausdach angebracht wird. Er besteht aus einem beschichteten Absorber, der zur Aufnahme der einfallenden Sonnenstrahlung und ihrer Umwandlung in Wärme dient. Zur Minimierung von thermischen Verlusten wird dieser Absorber in einen wärmegedämmten Behälter mit transparenter Abdeckung eingebettet. Der Absorber wird von einer Wärmeträgerflüssigkeit (üblicherweise ein Gemisch aus Wasser und ökologisch unbedenklichem Frostschutzmittel) durchströmt, die zwischen Kollektor und Warmwasser-speicher zirkuliert.
1. Der Sonnenkollektor
Herzstück einer thermischen Solaranlage ist der Kollektor, der üblicherweise auf dem Hausdach angebracht wird. Er besteht aus einem beschichteten Absorber, der zur Aufnahme der einfallenden Sonnenstrahlung und ihrer Umwandlung in Wärme dient. Zur Minimierung von thermischen Verlusten wird dieser Absorber in einen wärmegedämmten Behälter mit transparenter Abdeckung eingebettet. Der Absorber wird von einer Wärmeträgerflüssigkeit (üblicherweise ein Gemisch aus Wasser und ökologisch unbedenklichem Frostschutzmittel) durchströmt, die zwischen Kollektor und Warmwasser-speicher zirkuliert.
2. Der Solarregler
Thermische Solaranlagen werden über einen Solarregler in Betrieb genommen. Sobald die Temperatur am Kollektor die Temperatur im Speicher um einige Grad übersteigt, schaltet sich die Solarkreis-Umwälzpumpe ein: die Wärmeträgerflüssigkeit transportiert die im Kollektor aufgenommene Wärme in den Warmwasserspeicher.
3. Der Wärmespeicher
Hier wird zwischen Trinkwasserspeicher zur direkten Erwärmung von Trinkwasser und Kombispeicher zur Erwärmung von Trinkwasser oder zur Heizungsunterstützung unterschieden. Trinkwasserspeicher sind mit Trinkwasser gefüllte Stahlspeicher mit zwei Wärmetauschern. An dem unteren Wärmetauscher wird der Solarkreis, an dem oberen die Nachheizung durch den Heizkessel angeschlossen. Die in den Kombispeichern gespeicherte Wärme wiederum kann wahlweise ins Heizungssystem eingespeist (Heizungs-unterstützung) oder über einen Wärmetauscher (intern oder extern) an das Trinkwasser übertragen werden.
Jahren pro kWp installierte Leistung bei einem Ertrag von 900kWh/Jahr 10,8 Tonnen CO² Emission vermieden (0,66 kg/kWh)!
Thermische Solaranlagen werden über einen Solarregler in Betrieb genommen. Sobald die Temperatur am Kollektor die Temperatur im Speicher um einige Grad übersteigt, schaltet sich die Solarkreis-Umwälzpumpe ein: die Wärmeträgerflüssigkeit transportiert die im Kollektor aufgenommene Wärme in den Warmwasserspeicher.
3. Der Wärmespeicher
Hier wird zwischen Trinkwasserspeicher zur direkten Erwärmung von Trinkwasser und Kombispeicher zur Erwärmung von Trinkwasser oder zur Heizungsunterstützung unterschieden. Trinkwasserspeicher sind mit Trinkwasser gefüllte Stahlspeicher mit zwei Wärmetauschern. An dem unteren Wärmetauscher wird der Solarkreis, an dem oberen die Nachheizung durch den Heizkessel angeschlossen. Die in den Kombispeichern gespeicherte Wärme wiederum kann wahlweise ins Heizungssystem eingespeist (Heizungs-unterstützung) oder über einen Wärmetauscher (intern oder extern) an das Trinkwasser übertragen werden.
Jahren pro kWp installierte Leistung bei einem Ertrag von 900kWh/Jahr 10,8 Tonnen CO² Emission vermieden (0,66 kg/kWh)!
Förderung der Solarthermie
Die Nutzung der Solarwärme wird durch das Marktanreizprogramm des Bundesumweltministeriums gefördert.
Die Nutzung der Solarwärme wird durch das Marktanreizprogramm des Bundesumweltministeriums gefördert.
Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle fördert aktuell Solarkollektoranlagen für folgende Anwendungsbereiche:
Dimensionierung
Die Auslegung einer thermischen Solaranlage zur Warmwasserbereitung im Ein- und Zweifamilienhausbereich hat in den meisten Fällen ein Ziel: den Energiebedarf der Trinkwassererwärmung während der Sommermonate Mai bis September zu 100 % über die Solaranlage abzudecken. Der Heizkessel kann während dieser Zeit komplett ausgeschaltet bleiben. In den übrigen Monaten, in denen der Heizkessel ohnehin läuft, muss er die fehlende Wärme liefern. Der Solaranteil übers Jahr beträgt ca. 60 %.
- zur Raumheizung,
- zur kombinierten Warmwasserbereitung und Raumheizung,
- zur Bereitstellung von Prozesswärme und
- zur solaren Kälteerzeugung.
Dimensionierung
Die Auslegung einer thermischen Solaranlage zur Warmwasserbereitung im Ein- und Zweifamilienhausbereich hat in den meisten Fällen ein Ziel: den Energiebedarf der Trinkwassererwärmung während der Sommermonate Mai bis September zu 100 % über die Solaranlage abzudecken. Der Heizkessel kann während dieser Zeit komplett ausgeschaltet bleiben. In den übrigen Monaten, in denen der Heizkessel ohnehin läuft, muss er die fehlende Wärme liefern. Der Solaranteil übers Jahr beträgt ca. 60 %.
Zur Dimensionierung der Anlage kann der folgende grobe Richtwert dienen (Quelle: Initiative Arbeit und Klimaschutz, Behörde für Umwelt und Gesundheit Hamburg):
Kollektorfläche
1,5 m2 Flachkollektorfläche pro Person
1 m2 Vakuumröhrenkollektorfläche pro Person
Speichervolumen
80 - 100 Liter pro Person
Konstanter Warmwasserbedarf übers Jahr
Für die Nutzung der Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung sind die Voraussetzungen deshalb so günstig, weil der Warmwasserbedarf eines Haushaltes über das Jahr relativ konstant ist. Es besteht dadurch eine gute Übereinstimmung zwischen Energiebedarf und solarem Energieangebot. Mit einer richtig dimensionierten Anlage werden jährlich 50 % bis 65 % des Warmwasserbedarfs mit Sonnenenergie gedeckt – im Sommer sind sogar 100 % möglich. Dann kann die konventionelle Heizanlage ganz abgeschaltet werden.
Kollektorfläche
1,5 m2 Flachkollektorfläche pro Person
1 m2 Vakuumröhrenkollektorfläche pro Person
Speichervolumen
80 - 100 Liter pro Person
Konstanter Warmwasserbedarf übers Jahr
Für die Nutzung der Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung sind die Voraussetzungen deshalb so günstig, weil der Warmwasserbedarf eines Haushaltes über das Jahr relativ konstant ist. Es besteht dadurch eine gute Übereinstimmung zwischen Energiebedarf und solarem Energieangebot. Mit einer richtig dimensionierten Anlage werden jährlich 50 % bis 65 % des Warmwasserbedarfs mit Sonnenenergie gedeckt – im Sommer sind sogar 100 % möglich. Dann kann die konventionelle Heizanlage ganz abgeschaltet werden.
Effektiver Beitrag zum Umweltschutz
Mit einer thermischen Solaranlage leisten Sie einen effektiven Beitrag zur Schonung unserer Energiereserven und zum Klimaschutz durch Verringerung von CO2-Emissionen.
In Deutschland werden allein durch thermische Solaranlagen jedes Jahr 200 Mio. Liter Heizöl eingespart und ca.
800.000 t CO2-Emissionen vermieden.
In Deutschland werden allein durch thermische Solaranlagen jedes Jahr 200 Mio. Liter Heizöl eingespart und ca.
800.000 t CO2-Emissionen vermieden.
Pirig Solarenergie – Ihr Fachbetrieb für Solaranlagen im Großraum Köln
Otto-Hahn-Allee 13 – 50374 Erftstadt – Tel. 02235 / 46556-0
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