Warmwasser-Solaranlagen Sonnenenergie

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1 Warmwasser-Solaranlagen Sonnenenergie Der einfachste Solaranlagentyp liefert die Energie für das Warmwasser in Küche und Bad. Die nachfolgende Abbildung zeigt die Funktionsweise eines Systems zur solaren Brauchwassererwärmung: Funktionsbeschreibung: Durch die Sonneneinstrahlung wird die Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser mit Frostschutzmittel) in den Kollektoren (9) erwärmt. Sobald die Temperatur im Kollektor die Temperatur im unteren Teil des Solarspeichers (8) um ca. 5 C übersteigt wird von der Solarregelung die Solarkreispumpe (10) in Gang gesetzt. Die aufgeheizte Wärmeträgerflüssigkeit (Medium) durchströmt den Wärmetauscher im Solarspeicher und gibt dabei die Wärme an das umgebende Brauchwasser ab. Das im Wärmetauscher abgekühlte Medium wird erneut dem Kollektor zugeführt und wieder und wieder von der Sonne erwärmt. Dieser Kreislauf setzt sich solange fort wie die Temperatur im Kollektor höher als im Speicher ist. Der Speicher heizt sich dabei allmählich auf. Wird nun Brauchwasser gezapft (oben) strömt durch den Wasserdruck kaltes Wasser in den unteren Teil des Speichers nach. Dadurch wird gewährleistet dass der Solarspeicher im unteren Bereich möglichst kühl bleibt um der Solaranlage auch bei mäßiger Sonneneinstrahlung die Möglichkeit zur Wärmeabgabe im Speicher zu ermöglichen (Der Solarwärmetauscher ist immer ganz unten im kühlsten Bereich des Speichers angeordnet). Falls die Solarstrahlung nicht ausreicht um den Speicher auf die gewünschte Temperatur zu bringen wird der Heizkessel (6) automatisch zugeschaltet und durch die Speicherladepumpe (7) der obere Teil des Speichers nachgeheizt bis die gewünschte

2 Temperatur im Speicher wieder erreicht ist. Aufgrund der Anordnung von Kessel Vor- und Rücklauf am Speicher kann der Kessel nur einen kleinen Teil im oberen Bereich des Speichers erwärmen, so dass auch bei aufgeheiztem Speicher die Funktion der Solaranlage erhalten bleibt. Mit einer Warmwasser-Solaranlage lassen sich bis zu 70 % des Jahresenergiebedarfs zur Brauchwasser-Erwärmung einsparen. Die Einsparung kann bis zu 100 ltr. Heizöl je Quadratmeter Kollektorfläche betragen. Dimensionierung: Die Größe der Kollektorfläche und des Solarspeichers richten sich nach dem täglichen Warmwasserbedarf. Als Faustregel gilt: Pro Person im Haushalt ca. 1,5 m² Kollektorfläche (Südausrichtung) und ca. 100 ltr. Speichervolumen. Bei schlechteren Bedingungen (z.b. Westausrichtung oder Verschattung) muss die Kollektorfläche entsprechend vergrößert werden. Kollektorfläche Speichervolumen 2-3 Personen ca. 4-5 m² ca. 300 ltr. 3-5 Personen ca. 5-8 m² ca ltr. 5-7 Personen ca m² ca ltr Personen ca m² ca ltr. Montagevarianten: Solaranlagen können in vielfältigen Möglichkeiten harmonisch in jedes Gebäude integriert werden: Dachintegration (Indach), Aufdachmontage, Fassadenintegration, Kollektoren als Balkonbrüstung und Freiaufstellung im Gelände sind die häufigsten Anwendungen. Bei geeigneter Dachausrichtung in südliche Richtung und Dachneigung Grad eignet sich am besten die Dachintegration. Die sogenannte Indach-Anlage hat nicht nur optische Vorteile: Durch den Einbau in die Dachfläche wird die Windangriffsfläche und damit die Verluste bei windigem und stürmischem Wetter minimiert. Der Kollektor kommt durch die wärmere Umgebungsluft leichter auf Temperatur. Rohrleitungsanschlüsse und Fühlerkabel verlaufen unter der Einblechung und unter der Dacheindeckung und sind somit automatisch geschützt gegen Witterungseinflüsse und Beschädigungen durch Tiere (Vögel, Marder). Es sind keine Beschädigungen an der Dacheindeckung unterhalb der Kollektoren möglich (z.b. durch Schneedruck).

3 Beispiele: Warmwassersolaranlage 8,1 m² Solarfocus CPC-S1 Indachausführung - Schieferplattendach Während der Montage einer Indach-Solaranlage

4 Für speziell Interessierte: Warmwasserspeicher und Wärmetauscher Der Warmwasserspeicher dient zur Bevorratung von Energie über strahlungsärmere Tage hinweg. Sein Volumen sollte etwa das 1,5- bis 2-fache des täglichen Warmwasserverbrauchs umfassen, das heißt 80 Liter bis 100 Liter pro Person. Üblicherweise kommen lierte Stahlspeicher zum Einsatz, wie man sie aus der konventionellen Heizungstechnik kennt.

5 Der Solarkreislauf Armaturen und Sicherheitseinrichtungen im Solarkreislauf Der Solarkreislauf dient zum Transport der Sonnenwärme vom Kollektor zum Warmwasserspeicher. Um Wärmeverluste gering zu halten, sollten die Weglängen vom Kollektor zum Speicher möglichst kurz sein. Mit einer Dämmstärke von 30 mm sind die Rohrleitungen ausreichend gedämmt. Die Dämmung muss hohen Temperaturen standhalten und im Außenbereich UV- und witterungsbeständig sein. Die Regelung Meistens ist ein einfacher Temperaturdifferenzregler für die Regelung einer kleinen Solaranlage zur Warmwasserbereitung ausreichend. Der Regler stellt über zwei Temperaturfühler fest, wann die Temperatur am Kollektoraustritt höher ist als im Speicher auf Höhe des Solarkreis-Wärmetauschers und setzt daraufhin die Solarkreis-Umwälzpumpe in Betrieb. Meist werden die Solarregler so eingestellt, dass für den Pumpenstart eine Temperaturdifferenz von etwa 5 C bis 8 C zwischen Kollektor und Speicher notwendig ist. Sinkt diese Temperaturdifferenz auf 2 C bis 3 C ab, wird die Solarkreis-Umwälzpumpe durch den Solarregler wieder außer Betrieb genommen. Vorausschauende Planung beim Hausbau Sollten Sie ein Haus bauen oder umbauen, sich aber noch nicht für eine Solaranlage entscheiden können, denken Sie daran, dass im Rahmen der Umbauarbeiten bereits Vorbereitungen für den späteren Einbau einer Solaranlage getroffen werden können. Das spart Ihnen später viel Arbeit und Geld.