Solarthermie ~ Anlagen weit über der Norm
Solarthermie für Heizung und Warmwasser
Mit einer Solaranlage fließt Sonnenwärme direkt ins Haus. Solarthermische Kollektoren bieten ein breites Spektrum an Anwendungsmöglichkeiten und lassen sich in viele Heizungskonzepte integrieren –
Grundsätzlich unterscheidet man bei der Nutzung einer solarthermischen Anlage zwischen der Bereitung von Warmwasser (auch Brauchwasser genannt) und der Beheizung der Wohnräume mit Solarwärme (sog. Heizungsunterstützung).
Wie funktioniert eine fortschrittliche Solar-Heizung?
In Häusern üblicher Bauweise liefert die Solarwärme bei Sonnenschein einen Teil der Heizungswärme und die sogenannte Nachheizung über Holz, Gas oder Öl den erforderlichen Rest. Bei anhaltend schlechtem Wetter, Kälte ohne Sonne, muss die Nachheizung die gesamte Heizlast übernehmen. Ein fortschrittlich durchdachtes Heizungskonzept hält die Nachheizung zurück und gibt der Solarwärme „Vorfahrt“. Die BAFA fördert diese Anlagen unter dem Stichwort Hybrid-
Flachkollektor oder Vakuumröhren-Kollektor?
Es gibt zwei grundsätzlich verschiedene Bauweisen für Solarkollektoren. In den meisten Anwendungen für Wohnhäuser zeigen gute Flachkollektoren das beste Preis-
Frostschutz durch Glykol oder Drain-Back?
Da die Sonnenkollektoren auf dem Dach allen Wetterbedingungen ausgesetzt sind, ist in der sonnenlosen Zeit und nachts Frostschutz erforderlich. Dafür wird in den meisten Fällen ein Gemisch aus Wasser und Propylenglykol (ungiftig) als Wärmeträger in dem Solarkreis verwendet. Unter bestimmten baulichen Voraussetzungen kann der Solarkreis aber auch im Drain-
Weiter unten finden Sie zusätzlich Informationen zur solarthermischen Anlage im Hochsommer.
Wandheizung oder Fußbodenheizung passen zu Solarthermie
Die Wärme aus der Solaranlage lässt sich in herkömmliche Heizkörper, besser aber in Flächenheizungen wie Wandheizungen oder Fußbodenheizungen einspeisen. Flächenheizungen arbeiten aufgrund ihrer niedrigen Vorlauftemperatur noch effektiver mit Sonnenwärme zusammen.
Auch selten genutzte Räume im Untergeschoß sowie der Keller können mit Solarthermie in der Sommerzeit kontinuierlich temperiert werden. Damit schützt man das gesamte Haus vor Auskühlung, Schimmel oder Feuchteschäden.
Energiebedarf im Jahresverlauf
Die bedarfsgerechte Dimensionierung der Kollektorfläche entscheidet über den Wirkungsgrad und über störungsfreien Betrieb der Solaranlage.
Heizwärmebedarf, Dachausrichtung und Nutzungsprofil für Warmwasser sind dafür wichtige Parameter.
Häufige Fragen lauten:
Flachkollektor oder Röhrenkollektor ? Großer oder mäßig großer Speicher?
Das Motto „viel hilft viel“ führt hier in die Irre. Eine Computersimulation als Ertragsprognose offenbart klare Empfehlungen zur Wirtschaftlichkeit.
Falls man den Haushalt auf eine komplett regenerative Heiztechnik umstellen will, lassen sich Solarthermie und Holzöfen ideal kombinieren. Mehr dazu finden Sie bei unseren Musterprojekten.
Die Solarthermie-Anlage im Hochsommer
Stagnationsbetrieb und Pressfittinge im Solarkreis
Immer wieder tauchen für Kunden die Fragen auf, ob es nicht für eine Solarthermieanlage schädlich ist, wenn im Sommer wenig Wärme gebraucht wird, aber die Sonneneinstahlung dauerhaft hoch ist. Verwandt damit ist die Frage, ob man die heute vielfach eingesetzten Pressfittinge auch im Solarkreis verwenden sollte oder nicht.
Dazu hier einige grundsätzliche Aussagen, die unabhängig vom Hersteller der Solaranlage in die Betrachtung gehören.
Frage: Was passiert, wenn eine Solarthermieanlage im Hochsommer dauerhaft mehr Energie bekommt, als die Bewohner verbrauchen?
Antwort: Das tritt bei praktisch allen Anlagen auf, spätestens wenn die Bewohner im Urlaub sind und die Sonne intensiv scheint. Der Regler der Solaranlage erkennt, dass eine hinterlegte Maximaltemperatur im Speicher erreicht ist und stellt die Solarpumpe ab. Wenn die Pumpe nicht mehr läuft, beginnt die Sonneneinstrahlung das Solarfluid zu verdampfen und das entstehende Übervolumen in das Membranausdehnungsgefäß zu drücken. Bei ca. 160°C sind Einstrahlung und Abstrahlung der stagnierenden (Flach-
Moderne Regler haben eine Auswahl an Optionen, um das Abschalten der Solarpumpe geschickt herauszuzögern und Stagnationszeiten zu vermindern. Ganz vermeiden kann man den Zustand nicht und das ist nicht schädlich.
Frage: Sind Anlagen mit Röhrenkollektoren empfindlicher gegen Überhitzung als Flachkollektoren
Antwort: Typische Stagnationstemperaturen der Flachkollektoren liegen bei 160°C, bei Röhrenkollektoren sind dies auch einmal über 230°C. Die Kollektoren sind dafür konstruiert. Es muss jedoch auch das angeschlossene Rohrsystem des Solarkreises hohe Temperaturen aushalten und die thermische Degradation des Frostschutzes muss erwähnt werden.
Für das Rohrsystem des Solarkreises empfiehlt sich Hartlöten oder metallisch dichtende Klemmverschraubungen. Für Flachkollektoren hat auch das Weichlöten nach jahrzehntelanger Erfahrung* keine Nachteile.
Pressverbindungen mit elastomeren Dichtungen würde ich nicht empfehlen. Zumindest sollte man sich die Garantiebedingungen einmal vorlegen lassen und diese konsequent durchdenken. Warum sollte man ein System einbauen, das nach 20 oder 40 Jahren undicht werden kann, wenn es auch preiswerte und dauerhaft dichte Systeme gibt.
Edelstahl-
Thermische Degradation des Frostschutzes. Jedes Frostschutzmittel auf Propylenglykol-
Frage: Gibt es nicht auch Anlagentypen, die ohne Frostschutzmittel auskommen?
Antwort: Man kann auch Solarkreise mit reinem Wasser betreiben, wie bei Drain-Back-Systemen oder mittels gezielter Kollektorheizung im Winter.
Mit reinem Wasser als Solarflüssigkeit spart man sich Überprüfung und Wechsel. Dafür muss aber die Frostsicherheit über das System gesichert werden. Wo eine drain-
Bei Kollektorheizung wird bei Frostgefahr der Kollektor aus dem warmen Speicher gewärmt. Die verlorene Wärme macht mengenmäßig wenig aus, das System funktioniert jedoch bei längerem Stromausfall nicht.
Frage: Kann man die Überwärme im Sommer nicht sinnvoll nutzen?
Dafür können Sie selbst überlegen, welche Einsatzmöglichkeiten in Ihrem Haus bestehen. In Häusern mit dumpfer, feuchter Kelleratmosphäre kann man mit solar erwärmter Luft oder mit Rohrheizungen in Nischen Feuchte entfernen und die Raumatmosphäre verbessern.
* Quelle: H. Ladner , F. Späte: SOLARANLAGEN; Ökobuch 2003 Seite 214
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