Solarthermie – Funktionsweise & Technik von Solarheizungen
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Wie eine Solarthermie-Anlage funktioniert
Thermische Solaranlagen wandeln Sonnenenergie in Wärmeenergie um. Diese kann beispielsweise für die Bereitung von warmem Wasser, zum Heizen von Räumen oder Schwimmbecken genutzt werden. Thermische Solaranlagen werden auch als "Sonnenkollektoranlage" oder "Solarheizung" bezeichnet. Wir vermitteln Ihnen gerne eine kostenlose Beratung vor Ort, falls Sie sich für eine Solarthermieanlage interessieren.
Die Solarthermie Technik
Eine thermische Solaranlage besteht aus folgenden Komponenten:
- Sonnenkollektoren. Die Kollektoren werden auf dem Hausdach befestigt. Sie wandeln die Strahlung der Sonne in Wärme um und übertragen diese auf ein Wärmeträgermedium, die Solarflüssigkeit. Warmwasser-Solaranlagen erfordern meist eine Kollektorfläche von 3 bis 7 Quadratmetern, während sich eine heizungsunterstützende Anlage eine Dachfläche von durchschnittlich 7 bis 15 Quadratmetern genehmigt. Wie groß der Solarertrag ausfällt, hängt nicht vor den Kollektoren ab. Auch Dachausrichtung und Dachneigung spielen eine wichtige Rolle.
- Solarregler. Die Steuerungseinheit und das Gehirn der Solarheizung. Der Solarregler erkennt, wenn der Speicher nicht voll geladen ist und setzt bei Bedarf die Solarpumpe in Gang, um die Wärme vom Dach in den Speicher zu transportieren. Ist der Wärmebedarf gedeckt, schaltet er die Pumpe wieder aus. Der Regler übernimmt auch weitere Zusatzfunktionen wie eine Urlaubsschaltung, die Drehzahlregelung oder eine Legionellenschaltung. Die Reglerkomponenten inklusive Pumpe und weiteren Komponenten wie Sicherheitsventilen fasst man gelegentlich in einer Solarstation zusammen.
- Wärmetauscher: Der Solarwärmetauscher überträgt Energie von einem Wärmeträgermedium auf ein anderes. So gelangt die Wärme aus dem Solarkreislauf in den Speicher, ohne dass sich die beiden Flüssigkeiten vermischen müssen. Ein Solarwärmetauscher kann außen am Speicher oder intern installiert werden.
Der interne Solarwärmetauscher: Bei einer Solaranlage für Warmwasser eignen sich besonders Glattrohr-Wärmetauscher und Rippenrohr-Solarwärmetauscher. Die Solarwärmetauscher sind direkt an den Wasserkreislauf des Hauses angeschlossen und benötigen daher keine internen Wasserspeicher. In Gebieten, in denen das Wasser stark kalkhaltig ist, eignen sich Glattrohr-Wärmetauscher. Im Gegensatz zum Rippenrohr-Wärmetauscher kann sich der Kalk nicht so stark absetzen und der Solarwärmetauscher ist somit wartungsfreundlicher.
Die Funktion der Rippenrohr-Wärmetauscher ist allerdings effektiver als die der Glattrohr-Wärmetauscher. Die Flüssigkeiten werden durch ein geripptes und verzinntes Kupferrohr geleitet, haben allerdings, bedingt durch den spiralförmigen Aufbau, einen niedrigeren Betriebsdruck und eine niedrigere Betriebstemperatur. Bei dieser Form der Solarwärmetauscher können auf kleinstem Raum große Wärmetauscherflächen untergebracht werden. Das Anbringen einer Anode beugt dem Korrossionsschutz vor.
Externe Solarwärmetauscher: Sie finden vor allem beim Schichtenspeicher einer Solarheizung Verwendung - ein sehr guter Speicher wenn man eine Solarheizung zur Heizungsunterstützung nutzt. Hier werden mehrere Wärmetauscher an verschiedenen Einspeisepunkten angebracht, um verschiedenen wärmehaltige Schichten im Speicher zu erzeugen. Dies reduziert insgesamt den Energiebedarf zur Nachheizung des Speichers beträchtlich.
- Solarspeicher. Der Speicher ist ein zentrales Element der Solaranlage. Da eine thermische Solaranlage die Wärme meist dann bereitstellt, wenn sie nicht benötigt wird (zum Beispiel in den Mittagsstunden, wenn niemand oder nur wenige Personen im Haus sind), muss sie zwischengelagert werden, bis sie gebraucht wird. Er sollte groß genug ausfallen, um auch für einen bewölkten Folgetag noch genügend Wärme vorrätig halten zu können. An diesen Speicher wird auch das Hauptheizsystem angebunden.
- Das Hauptheizsystem ist bei praktisch allen thermischen Solaranlagen erforderlich. Eine Solarwärmeanlage leistet ihren größten Ertrag in den sonnenreichen Monaten. Allerdings ist der Heizwärmebedarf zu dieser Zeit am geringsten. In den kälteren Monaten deckt die thermische Solaranlage nur einen kleinen Teil des Energiebedarfes (siehe: Solarthermie im Winter). Deshalb muss ein Heizkessel einspringen, um die Hauptlast zu übernehmen. Es kommt also auf eine passgerechte Anlagenplanung an (im dortigen Text finden Sie eine Grafik, welche Ertrag und Bedarf gut gegenüberstellt), um den Wirkungsgrad von Solarthermie zu maximieren.
- Der Ausgleichsbehälter / das Ausdehnungsgefäß. Es gleicht Änderungen an Druck und Volumen innerhalb des Solarkreislaufes aus und vermeidet Schäden an der Verrohrung oder anderen Komponenten.
- Solarflüssigkeit. Dies ist meist eine Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel, welche durch die Solarpumpe zwischen Kollektor und dem Speicher für Warmwasser bewegt wird. Es nimmt die Wärme an den Kollektoren auf und gibt sie über einen Wärmetauscher an den Speicher ab, um dann wieder zu den Kollektoren gepumpt zu werden.
Weitere Informationen zur Technik und Funktionsweise von Solarthermie lesen Sie in unseren Berichten zu Solarthermie & Heizungsunterstützung und Solarthermie & Warmwasser.
Weiterlesen zum Thema "Solarflüssigkeit"Erfahrungen & Fragen zum Thema Solarthermie
Bei Neubau: Gas-Brennwertheizung vs. Luftwärmepumpe?
Ich würde raten weder noch! Sie haben schon bei der Solarthermie einen vernünftigen Gedanken, warum nicht direkt auf Pellets hinaus gehen: wir haben das schon fast 20 Jahre: Komfort hervorragend, heimische Energie, bezahlbare wenig schwankbare Kosten und Gebäude Wertzunahme.
Wird ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet?
Viele gute Antworten, aber leider liegen einige KollegenInnen etwas daneben.
Wenn für das gleiche Wohngeschoss eine weitere Zentralheizung vorhanden ist, darf der handbeschickte Ofen nicht EnEV-angerechnet werden. Ist der Ofen aber Hauptheizung (Zentralheizung) für dieses Wohngeschoss, ist er natürlich anrechenbar. Es war nie verboten (auch von der EnEV nicht), als Heizung Einzelöfen für Biomasse einzusetzen.
Grundsätzlich ist ein Grundofen zu empfehlen, wenn Sie im Dauerbetrieb heizen können. Abends schnell mal einheizen geht damit nicht, da braucht es einen Kaminofen ohne Speichermasse.
Ein wasserführender Grundofen kann nicht sicher funktionieren, deshalb bietet der seriöse Fachhandel auch keinen an.
Gastherme und Solar für WW ist nach wie vor die preiswerteste Heizenergielösung. Ein bisschen mehr Dämmung dazu, dann ist der nachweis Erneuerbare Energie geführt. Ich kenne kein Bauamt, das nach diesem Nachweis fragt.
Bauherren fragen meist nach pragmatischen Lösungen, nicht nach realitätsfremden Vorschriften.
Winterliche Grüße
www.energie-wuerzburg.de
Kann ich eine Solaranlage ganz für mich betreiben, wenn ich eine Eigentumswohnung habe?
Ja, grundsätzlich denkbar, wenn die anderen Eigentümer dem zustimmen.
Anforderungen der EnEV 2016: Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage möglich?
Aus meiner Sicht sind das zwei unabhängige Maßnahmen: Die Gasheizung verbraucht kaum Strom (nur zum Zünden und für Pumpen und Stellventile) und kann direkt mit dem Strom, den eine Photovoltaikanlage liefert, nicht viel anfangen. Und die Photovoltaikanlage liefert eben Strom, mal viel, mal wenig. Wenn sie groß genug ist, reicht es vielleicht für eine überwiegende Abdeckung Ihres Stromverbrauchs, und für einige Einspeisung ins Versorgungsnetz. Das hat aber keine Auswirkung auf die Heizung.
Die Kombination von Gasheizung mit Solarthermie führt hingegen zu einer Erhitzung eines Wasservolumens, das als Brauchwarmwasser genutzt werden kann, oder als Puffer für Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung. Hierdurch sinkt direkt der Gasverbrauch. Natürlich kann man auch Gasheizung und Solarthermie einrichten und zusätzlich einige Photovoltaikzellen installieren.
Die Kombination Solarthermie + Wärmepumpe ist zweckmäßig, da die Wärmepumpe ein vergleichsweise großer Stromverbraucher ist, dessen Verbrauch durch die Photovoltaik weitgehend abgedeckt werden kann.
Ob das, was Sie vorhaben, der EnEV 2016 entspricht, hängt noch an einigen weiteren Parametern, und müsste im konkreten Einzelfall beurteilt werden.
Vakuum Röhrenkollektor: Wasser wird nicht warm genug erhitzt
Also , keine Sonne kein Ertrag , wenn die Kollektoren nicht richtig ausgerichtet sind , geht der Wirkungsgrad in den Keller .
Des weiteren kann die Anlage auch falsch eingelitert sein , bzw. Fehler in der Installation vorliegen , bei starker Sonneneinstrahlung sollte die Anlage in jedem Fall höhere Temperaturen erzielen . Wartung und Pflege sind auch ein Faktor . Auch Solaranlagen müssen jährlich gewartet werden . Isolation der Verrohrung , kann auch eine Fehlerquelle darstellen . Unbedingt einen Fachmann kommen lassen .
Höhere Wirtschaftlichkeit bei Pelletheizung mit Photovoltaik als mit Solarthermie?
Wenn Ihre Anlage 30 Jahre alt ist , sind Sie verpflichtet diese zutauschen , ob eine Umrüstung auf Pellet sinnvoll ist , muss ein Fachmann vor Ort klären , pauschal ist diese Frage nicht seriös zu beantworten .
auch kann der Kollege dann klären , ob es sinnvoll ist mit P V oder Solarthermie zu arbeiten , für beides gilt das selbe wie oben .
Neubau & EEWärmeG: Gasheizung und Solarthermie mit Heizungsunterstützung oder nur für Warmwasser
Laut EEWärmeG muss bei Neubauten ein bestimmter Mindestanteil des gesamten Wärmebedarfs mit erneuerbaren Energien erzeugt werden.(bei Solar sind es derzeit mindestens 15 Prozent)
Entscheidend ist der Jahresenergiebedarf des neuen Wohngebäudes (rechnerischer Nachweis durch EnEV2016 erforderlich). Hier sollten Sie sich an einen Energieberater oder Fachplaner wenden. Aus der Berechnung ist ersichtlich, wie hoch der Anteil ist und wie die Dimensionierung ausfällt.In vielen Fällen wird Solarthermie zur Warmwasser und Heizungsunterstützung eingebaut.
Probleme mit Reparatur einer Vitoladens 300-C
Ich würde um diese Frage zu beantworten mich mit der Fa. Viessmann in Verbindung setzen bzw. ihre Heizungsbauerfirma.
Was soll ich tun, wenn das Überdruckventil meiner Solaranlage anfängt zu schlagen?
Der Fehler ist sehr wahrscheinlich ein zu geringer Durchfluss im Solarkreislauf. In der Solarstation sollte ein Durchflussmesser eingebaut sein, wo man auch den Durchfluss (L/min) einstellen kann. Bei neueren Systemen ist eine Solarsteuerung eingebaut, welche die Pumpe in Ihrer Drehzahl dem Delta T anpasst und somit verhindert, dass die Temperatur im Kollektor davon zieht. Zudem haben alle Solarsteuerungen einen Schutz, welcher die Solarpumpe bei einen Kollektortemperatur von über 125° abschaltet.
Natürlich sollte das Ausdehnungsgefäß den richtigen Vordruck (2,5bar) und auch die richtige größe haben (18L).
Durch die hohe Temperatur im Kollektor wird die Solarflüssigkeit Dampfförmig und der Druck im System steigt uber den Druck des Sicherheitsventils, welches dann öffnet und Solarflüssigkeit aus dem Kreislauf ablässt.
Beschattung einer Solaranlage
Je schneller die Solaranlage den Pufferspeicher ( für Heizungsunterstützung ) oder den Brauchwasserspeicher erwärmt, desto höher der Komfort und die Ersparnis an notwendigen Energien.
Man hätte bei der Anschaffung der Anlage eventuell eine kleinere Wählen können.
Die Anlage dürfte aber nicht Überhitzen da die Regelung vorher die Umwälzpumpe abschalten sollte.
Ich hoffe Ihnen damit geholfen zu haben.
Mit freundlichem Gruß
Udo Schmitten
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