Mit der Solarthermie Kosten senken


So wird die Sonnenenergie geerntet



Von allen Energiegewinnungsmaßnahmen ist Solarthermie die umweltfreundlichste. So weit man es bisher absehen kann, bleibt uns die Sonne, im Gegensatz zu fossilen Energieträgern, noch für einen unüberschaubaren Zeitraum erhalten. Wenn die Erdölvorkommen der Erde ausgeschöpft sind, muss zwingend über eine Alternative nachgedacht werden. Warum nicht jetzt schon umdenken?

Eine Variante der Solaranlagen funktionieren auf Basis der Photovoltaik, d.h. die Strahlungsenergie wird in elektrische Energie umgewandelt. Hierzu gehören Kollektor, Regelung und Speicher. Die zweite Variante sind die Warmwasserkollektoren die uns im folgenden Abschnitt interessieren.
Die neuen SolarThermieanlagen, die seit einigen Jahren am deutschen Markt etabliert sind, erwärmen nicht nur das Trinkwasser, sondern sie unterstützen auch die Heizung.


                        

Funktionsweise der Solarthermie


Der Kollektor sammelt auf dem Dach die Sonnenstrahlung und wandelt diese in Wärme um. Die optimale Leistung wird dann erbracht, wenn das Dach nach Süden ausgerichtet ist, und zwischen 25 und 60 Grad geneigt ist. Die Rohrleitungen sollen gut gedämmt sein, in denen ein Mix aus Wasser und Frostschutzmittel im Kreis gepumpt wird.  Ist die Temperatur des Kollektors etwas höher als der Speicher, so schaltet sich die Zirkulationspumpe von alleine ein. Die Wärme, die der Kollektor gespeichert hat, wird über einen Wärmeüberträger an das Speicherwasser abgegeben. Wenn das Speicherwasser eine Höchsttemperatur von 95 Grad erreicht hat, schaltet sich die Pumpe automatisch ab. Somit wird vermieden, dass der Speicher überhitzt wird.
                                                              

Der Solarthermie Kollektor

 

Die Funktionsweise eines Kollektors ist ähnlich wie in einem Gewächshaus. Das Sonnenlicht durchdringt eine Glasscheibe, fällt auf den Absorber, dieser verhindert, dass so wenig Wärme wie möglich abgestrahlt wird, dagegen wird so viel Sonnenstrahlung wie möglich absorbiert. Durch den Absorber fließt der Mix aus Wasser und Frostschutzmittel, der dort die Solarwärme aufnimmt. Diese Solarwärme wird dann in den Speicher transportiert welcher über einen Wärmeübertrager an das Wasser abgegeben wird. Der abgekühlte Mix wird zurück zum Kollektor gepumpt.

 

 

Der Vakuumröhrenkollektor


Dieser besteht aus einem Gestell mit mehreren Glasröhren, die nebeneinander liegen. In jeder dieser Glasröhre befindet sich jeweils ein Absorberstreifen mit Rohr. Die Luft wird an beiden Seiten der verschlossenen Röhren so weit abgesaugt, dass sich keine Luftströmung mehr zwischen Absorber und Glas bilden kann. Hierbei wird das Rohr mit dem Mix aus Wasser und Frostschutzmittel direkt durchströmt oder es ist verschlossen mit einem Drittel einer Flüssigkeit, meist mit Wasser. Bei Temperaturen zwischen 20 und 30 Grad erfolgt im Rohr die Verdampfung. Zuerst steigt der Dampf im Rohr auf. Dieser gibt die Wärme durch Kondensation am gekühlten Rohrende außerhalb des Glaskolbens wieder ab, und fließt im Rohr zurück. Diese Bauweise ist unter „Heat Pipe“ bekannt.

 

Speicher der Solaranlagen


Der Speicher hat die Aufgabe, das Wasser mithilfe von Wärmeüberträgern zu erwärmen, speichern, in verschiedenen Wärmezonen schichten und verhindern, dass die gespeicherte Wärme rasch verloren geht. Der obere Wärmeübertrager im Speicher ist mit der Nachheizung, meist mit einem Kessel, verbunden, während über unteren Wärmeübertrager im Speicher die Solarenergie zugeführt wird. Die Nachheizung sorgt dafür, dass es auch bei mangelnder Solarstrahlung eine ausreichende menge an Warmwasser bereitsteht.

  

Clever - die Kombi Solaranlagen


Wenn man Solaranlagen oder Solarthermie nutzt, wandeln Solarkollektoren das Sonnenlicht in Wärme um. Diese Wärme kann für das Trinkwasser und die Raumheizung genutzt werden. Sie wird durch eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit über Rohrleitungen zum Wärmespeicher transportiert. Die so genannten Kombispeicher dienen als Wärmespeicher für die Solaranlage und auch als Pufferspeicher für den Heizkessel. Anlagen, die Rücklaufanhebung haben, haben keine Pufferfunktion. Diese Anlagen haben ein Bereitschaftsvolumen für die Trinkwassererwärmung. Für die Raumheizung liefert der Kessel die Wärme direkt in den Heizkreislauf. Wenn aber die Speichertemperatur höher als die Rücklauftemperatur des Heizkreises ist, wird der Rücklauf durch den Speicher geführt. Dort wird das Heizwasser vorgewärmt, bevor es im Heizkessel auf die benötigte Temperatur erhitzt wird. Kombispeicher sind sehr kostengünstig, vor allem wenn sie integrierten Gasbrenner haben. Diese ersetzen Heizkessel und Trinkwasserspeicher. Durch einen Wärmeüberträger wird das Trinkwasser im Durchflussprinzip erwärmt. Dieser kann außerhalb des Speichers angebracht werden. Ein Tank- in- Tank-Speicher ist auch möglich: In dem großen Speicher befindet sich ein kleinerer für das Trinkwasser. Eine Steuerung regeln die Zapfstellen für Warmwasser. Sollte die Solarenergie nicht reichen, muss konventionell nachgeheizt werden. Aus diesem Grund ist der Speicher mit einem Wärmeerzeuger für Öl, Gas oder Holz verbunden.
 

Solaranlagen rechnen sich

                                                                                                                                                                                                                                                                         
Wenn man eine 4-köpfige Familie nimmt, wird man feststellen, dass sie rund 1 500 Liter Öl bzw. 1 500 m³ Erdgas im Jahr verbraucht. Eine Kombianlage spart ca. ein Viertel des Brennstoffs ein, was von einem Ersparnis von 150 bis 200 Euro pro Jahr entspricht.
 

Eine Kombi-Solaranlage für Ein- oder Zweifamilienhaus zahlt sich erst auf lange Sicht aus. Einerseits sind die Investitionskosten für Solaranlagen erheblich hoch, zwischen 9.850 und 25.160 Euro, andererseits wird erwartet, dass die Öl- und Gaspreise in den kommenden 20 Jahren erheblich steigen werden.

 

In Tests hat sich gezeigt, dass Anlagen dieser Art 2 bis 4 Jahre brauchen, um sich energetisch zu amortisieren. Nach 4 Jahren rechnen sich alle Anlagen und machen einen Energiegewinn für ca. 16 bis 18 Jahren, bis die Anlagen erneuert werden müssen.

Einmal richtig installiert und in Betrieb genommen, können die Anlagen jahrzehntelang ohne große Bedienung störungsfrei Sonnenenergie ernten. Das Erfreuliche:  Heutzutage  trotzen alle Markenkollektoren den Witterungseinflüssen. Auch bei extremen Hitze-Kälte-Schocks können Markenkollektoren störungsfrei arbeiten. Auch Markensolarspeicher sind inzwischen sehr solide und zuverlässig gebaut.