Solartechnik
Einsatzbereiche der Sonnenkollektoren
Der Einsatz von Sonnenkollektoren bietet sich vor allem
dort an, wo das Energieangebot der Sonneneinstrahlung möglichst effektiv
genutzt werden kann.
Für die Nutzung der Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung ergeben sich
günstige Voraussetzungen, da der Warmwasserbedarf eines Haushaltes über
das Jahr annähernd konstant ist.
Vor allem in den Sommermonaten besteht eine zeitliche Übereinstimmung
von Energiebedarf und Angebot der Sonnenenergie.
Im Sommer besteht die Möglichkeit, den Warmwasserbedarf zu 70-100% über
die Solaranlage zu decken.
Über das gesamte Jahr gesehen kann je nach Auslegung der Anlage ein Anteil
von 40 bis 60% der benötigten Jahresenergiemenge für die Warmwasserbereitung
durch Nutzung der Sonnenenergie bereitgestellt werden.
Eine Unterstützung der Gebäudeheizung durch eine thermische Solaranlage
ist in unseren Breitengraden schwierig, weil ca. 75% der Solarenergie im Sommerhalbjahr
eingestrahlt, die Heizung aber nur in den Wintermonaten betrieben wird.
Um die 25%-ige Einstrahlung in der kalten Jahreszeit für die Heizung
zu nutzen, müßte die Anlage sehr groß dimensioniert werden,
was im Sommer wiederum zu Wärmeüberschüssen führen würde,
die man nicht verwenden kann.
Der Flachkollektor
Sonnenkollektoren dienen zur Umwandlung von Sonnenstrahlung in Wärme.
Herzstück einer thermischen Solaranlage ist der Kollektor.
Der Flachkollektor besteht aus den Bauteilen Absorber, transparente Abdeckung,
Gehäuse und Wärmedämmung.
Sein wichtigstes Bauteil ist der Absorber, meist ein schwarzes Aluminiumblech,
in das Kupferrohre angelötet oder eingewalzt sind.
Die Kupferrohre liegen entweder parallel nebeneinander oder verlaufen seriell
als eine Rohrschlange über die ganze Kollektorfläche.
Sie werden von einer Wärmeträgerflüssigkeit (meistens Wasser
mit Frostschutzmittel) durchströmt, die die Wärme aufnimmt und zu
einem Speicher transportiert.
Der Röhrenkollektor
An Bedeutung gewinnen in letzter Zeit auch die Vakuum - Röhrenkollektoren. Am häufigsten werden dabei Röhren, kombiniert mit einem Wärmetauscher eingesetzt.
Das Funktionsprinzip:
Innerhalb des luftleeren Glasrohres befindet sich der Absorber.
Durch die Sonneneinstrahlung wird die Flüssigkeit im Absorber soweit
erwärmt, dass sie verdampft und zum Wärmetauscher aufsteigt.
Im Wärmetauscher wird die im Dampf enthaltene Wärmeenergie auf den
Warmwasserkreislauf übertragen.
An dieser Stelle verflüssigt sich der Dampf, das entstandene Kondensat
fließt wieder zurück in das Wärmerohr. Dieser Vorgang wiederholt
sich ständig.
Aufgrund der Röhrenform kann ein noch höheres Vakuum , und somit
eine weiter verbesserte Wärmeisolierung des Absorbers erreicht werden.
Die Wärmeverluste der Vakuum - Röhrenkollektoren sind um einiges
geringer als bei den zuvor genannten Systemen.
Himmelsrichtung
Für Solaranlagen sind Dachflächen am besten geeignet, die nach Süden ausgerichtet sind. Im Sommer kommen auch Ausrichtungen nach Westen und (eingeschränkt) nach Osten in Frage.
Einstrahlwinkel
Die beste Umsetzung der Sonnenenergie in Wärme erfolgt bei einer Sonneneinstrahlung im Winkel von 90° auf die Kollektorfläche.
Dieser Winkel wird annähernd erreicht, wenn die Kollektoroberfläche im Sommer 30° bis 45°, also ziemlich flach, und im Winter 40° bis 70° steil geneigt ist.
Ein bewährter Durchschnittswert für das ganze Jahr liegt bei 45°.
Förderprogramme finden Sie unter:
www.solar-na-klar.de
• www.bawi.de
