Ein paar Worte zur Theorie der Solarthermie


Wie schon bei der Photovoltaik erwähnt, schickt die Sonne uns jährlich 1000 kWh pro m² Energie bei 1600 bis 2000 Sonnenscheinstunden (auf Deutschland bezogen).
Eine richtig geplante Thermosolaranlage ist in der Lage, den Warmwasserbedarf für einen Haushalt zu 60 % zu decken. Im Sommerhalbjahr sogar zu 100%.
Wie ist dies möglich? - Die Hauptverantwortung dafür tragen die Solarkollektoren. Das Sicherheitsglas dieser ist hochtransparent mit einer Lichtdurchlässigkeit von 92%. Spezielle Mikroprismen lenken auch schräg einfallendes Licht optimal auf die Absorberfläche. Diese ist mit einer speziellen Selektivschicht versehen, welche das Licht zu 96% in Wärme umwandelt. Die in die Absorberfläche integrierten Kupferröhrchen nehmen diese Wärme ihrerseits auf und geben sie an die sie durchströmende Trägerflüssigkeit (häufig Propylenglykol-Wassergemisch) ab.
Im Gegensatz zur Photovoltaik-Anlage (ca. 15%) haben die Thermosolarkollektoren einen Wirkungsgrad von 60 %.

Da die Anlage keinen Volumenstromimpulszähler enthält, wird der Kollektorertrag mit Hilfe von einzustellenden Parametern berechnet:
Zunächst muß die Solare Leistung berechnet werden. Diese ergibt sich aus folgender Gleichung:

Solare Leistung = Installierte Kollektorleistung x Faktor Ausrichtung x Faktor Neigungswinkel x Faktor Wärmekoeffizient Medium

Die installierte Kollektorleistung unserer Anlage beträgt 2,82 kW (4,7 m² x 0,6 kW/m²).
Damit ergibt sich für die solar Leistung der Anlage 2,54 kW (2,82 kW x 1 x 1 x 0,9).

Der an der Pumpenbaugruppe einzustellende Volumenstrom errechnet sich wie folgt:

Volumenstrom (l/min) = solare Leistung (kW) * 1000 / (delta T x Wärmekoeffizient Medium * 60)

Damit ergibt sich für den Volumenstrom 4 l/min (2,54 kW /(10 K x 1,04 x 60). Dieser Wert kann innerhalb der Pumpenbaugruppe eingestellt werden.
Der Solar-Speicherladeregler PS 5511 S berechnet daraus dann die von den Kollektoren gesammelte Wärmemenge in kWh, welche als Gesamtwert angezeigt wird.
Wie auf dem Photo auf der Startseite zu sehen ist, werden rechts das Nebengebäude in Ostrichtung und links das Wohnhaus in Westrichtung den Ertrag durch Abschattung etwas schmälern. Nicht unerheblich ist auch der Wärmeverlust des Solarspeichers. Nach einem Artikel der Phönix Sonnenwärme AG in der Zeitschrift "Sonne Wind & Wärme", Heft 8/2002 Seite 40 beläuft sich dieser bei einem 300 l Speicher auf rund 700 kWh pro Jahr. Da hier von Speichern mit Nachheizung durch die vorhandene Heizungsanlage ausgegangen wird, habe ich auf unsere Bedingungen bezogen eigene Berechnungen angestellt. Hierbei bin ich auf einen Wärmeverlust des Speichers von rund 500 kWh pro Jahr gekommen, welche ich bei der Nutzensberechnung heranziehen werde.
Aber warten wir ab, was die Praxis bringt.
Auf eines möchte ich noch hinweisen. Eine reine Thermosolaranlage ohne Ankopplung an eine bestehende Heizung zwecks Nachheizung des Brauchwassers birgt das Risiko der Vermehrung von Legionellen in sich, da nicht ständig eine Wassertemperatur von mehr als 60 °C gewährleistet ist. Siehe "MERKBLATT Legionellen in Trinkwasserinstallationen." vom Schweizerischer Verein des Gas- und Wasserfaches SVGW.
Umfassende und stets aktuelle Informationen zur Legionellen-Problematik finden Sie unter http://www.legio.de.


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