Fang die Sonne ein
Solarthermische Anlagen für die Trinkwassererwärmung und Gebäudeheizung
Mit der Sonnenheizung Geld sparen: Eine thermische Solaranlage einen Teil der benötigten Energie für die Warmwasserbereitung und die Heizung liefern. (Wolf)
Die Flachkollektoren „FK 25 R“ von Brötje als Indach-Montage. Die Module lassen sich zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung einsetzen. (Brötje)
Der Solar-Konfigurator von Wolf ermöglicht auch für Sonderfälle eine individuelle und standortspezifische Auslegung der Solaranlage. So erhalten Anwender u.a. einen Vorschlag der Schnee- und Windlastzone anhand des angegebenen Standorts. (Wolf)
Vakuum-Röhrenkollektoren. (Brötje)
Die Wärmedämmung des Speichers „Aqua Expresso III“ (Paradigma) setzt sich aus einer Kombination von Neopor und Polyesterfasern zusammen. Bei Neopor handelt es sich um eine Weiterentwicklung von Styropor, das eine vergleichbare Dämmwirkung bei geringerem Materialverbrauch aufweist. (Paradigma)
Für die Gebäudeheizung und für die Erwärmung des Trinkwassers wird Energie in Form von Gas, Öl oder Strom gebraucht. Solarthermische Anlagen ersetzen einen Teil dieser Energie.
Hochwertige Komponenten
Montieren lassen sich solarthermische Anlagen auf oder in dem Dach oder lassen sich frei aufstellen. Ferner eignen sich die Module oftmals auch für die Fassadenmontage. Flachkollektoren kommen vielfach im Bereich der Ein- und Zweifamilienhäuser für die Warmwassererzeugung und die Unterstützung der Heizung in Betracht. Die Unterschiede der am Markt angebotenen Module sind dabei im Detail zu finden. Beispielsweise haben die Kollektoren „FK 26 W“ und „FK 26 WL“ von Brötje eine tiefgezogene Aluminiumblechwanne; die Reihe „FKR 25“ haben einen pulverbeschichteten Aluminium-Rahmen. Bis zu zehn Module lassen sich miteinander verbinden. In nahezu unbegrenzter Anzahl können hingegen die Vakuumröhrenkollektoren „HP/DF“ aneinandergefügt werden.
Die Flachkollektoren „TopSon F3-1“ und „TopSon F3-1Q“ von Wolf haben ebenfalls eine tiefgezogene Aluminium-Wanne. Auch bei diesem System lassen sich bis zu zehn Module zusammenschließen.
Das Herz einer Anlage
Das zentrale Bauteil einer Solarthermieanlage ist der im Kollektor verbaute Solar ab sor ber. Dieser nimmt 95% der Sonnenstrahlen auf. In der Regel sind die Absorber wellenförmig (mäanderförmig) im Kollektor verlegt. Das hat Vorteile beim Leerlauf, beim Befüllen und beim Entleeren. Zudem wird die Wärmeträgerflüssigkeit bei Dampfbildung und im Stillstand aus den Kollektoren verdrängt. Dadurch erhöht sich die Lebensdauer der Wärmeträgerflüssigkeit.
Während Flachkollektoren Temperaturen von gut 100°C erzielen, erreichen Vakuum-Röhrenkollektoren Temperaturen über 300°C. Durch die höhere Leistung je installierter Fläche können Vakuum-Röhrenkollektoren auch hohe Wärmebedarfe, wie sie etwa Anwesen mit eigenem Pool aufweisen, versorgen.
Die von Paradigma mit der Serie „Aqua Plasma“ angebotenen Vakuumröhren setzen sich aus einer inneren und einer äußeren Glasröhre zusammen. Der Zwischenraum der auf einer Seite halbkugelförmig geschlossen und auf der anderen Seite miteinander verschmolzenen Röhren ist gegen Wärmeverluste vakuumisoliert. Zusätzlich lenken reflektierende CPC-Spiegel ( Compound Parabolic Concentrator) zwischen den Röhren aufkommende Sonnenstrahlen zur lichtabgewandten Seite der Röhren. Dadurch wird das Sonnenlicht immer im optimalen Winkel auf den Absorber gelenkt. Das „AquaSolar System“ von Paradigma arbeitet nach dem sogenannten Intervall- oder Eimerladeprinzip. Eine Solarpumpe transportiert dazu kaltes Heizungswasser zum Kollektor, wo es von der Sonne erhitzt wird. Die Pumpe schaltet sich nur dann ein, wenn im Kollektor ein lohnendes Maß an Solarwärme zur Verfügung steht. Als Wärmeträgermedium dient das Heizungswasser. Um Frostsicherheit zu gewährleisten, muss das Wärmeträgermedium auch während der Wintermonate durch das System gepumpt werden. Der hierfür erforderliche Energieaufwand liegt laut Paradigma bei maximal 3% der jährlich erzeugten Energie.
Ausgeklügelte Speichersysteme
Um wirtschaftlich arbeiten zu können, benötigen thermische Solaranlagen Speicher, die die gewonnene Energie speichern. Manche Speicher bevorraten ausschließlich Trinkwasser, andere Heizungswasser (auch Pufferspeicher genannt).
Paradigma hat beispielsweise Warmwasser- und Pufferspeicher mit einem Volumen von 120 l bis 6000 l im Programm. Die aus Stahl gefertigten Solarspeicher der Serie „Aqua“ eignen sich für Anlagen mit Warmwassertemperaturen bis 95 °C und Betriebsüberdrücke bis 10 bar. Eine Emaillierung mit Opferanode schützen vor Korrosion.
Außerdem bietet Paradigma den Speicher „Aqua Expresso III“ mit Volumen zwischen 500 und 1047 l Speicher inhalt an. Der senkrecht stehende Heizungspufferspeicher übernimmt über eine Frischwasserstation auch die Trinkwassererwärmung. Eine ähnliche Bauweise hat der Multifunktionsspeicher „BSPSL-1000“ von Wolf. Auch er übernimmt die Trinkwassererwärmung über eine Frischwasserstation und dient als Heizungspuffer.
Alles im Griff
Regelungsmodule messen mittels Fühler die Temperaturen im Kollektor und im Speicher. Ferner binden sie die Solarenergie in den Heizkreislauf ein und schalten bei Bedarf einen Fremdkessel hinzu. Ist ein Solarregler zudem mit einem Diagnosesystem ausgerüstet, lassen sich bei auftretenden Fehlern die Ursachen anhand aktiver Tests ermitteln.
Auch von unterwegs hat der Nutzer die Möglichkeit auf das System zuzugreifen. Bei Wolf geschieht dies mittels des Schnittstellenmoduls „Wolf Link“. Hier kann sich der Nutzer mit dem „Smartset Portal“ die Temperaturen und Solargewinne am Tablet, Mac oder PC anzeigen lassen. Mit der „Smartset App“ hat der Nutzer die Anlage über das Smartphone im Blick. Das optional angebotene Modul „BM2-Solar“ erlaubt es darüber hinaus, die Erträge der Solarkollektoren auch grafisch darzustellen.
Schlussbemerkung
Derzeit macht eine staatliche Förderung den Einsatz von Solarthermie attraktiver. Zudem lassen sich mit einem effizienten Wärmeerzeuger Energieeinsparungen zwischen 30 und 40% erzielen. Insofern rentiert sich der Einsatz einer solarthermischen Anlage, die sich z.B. gut mit einer Wärmepumpe kombinieren lässt.
Autorin: Carola Tesche, freie Journalistin
