Centrales Agrar-Rohstoff Marketing- und Energie-Netzwerk e.V.


Die Solarenergie wird genutzt, um den Bedarf an Brauchwarmwasser eines Haushaltes (zum Duschen, Kochen, für Wasch- und Spülmaschine) zu decken. Einfache Systeme zur solaren Wassererwärmung sind Solar- und Campingduschen. Mit Solarthermiekollektoren (Flach-, Vakuumröhren-, Speicherkollektoren) lassen sich hohe Temperaturen erzeugen und die Verluste durch Konvektion sowie Wärmeabstrahlung deutlich reduzieren.

Komponenten eines kompletten Systems zur Brauchwassererwärmung sind:

    • Solarkollektor
    • Solarkreislauf mit Umwälzpumpe
    • Speicher
    • Wärmetauscher
    • Rohrleitungen
    • Solarregler
    • Wärmeträger
    • Wasseranschluss

Eine typische Anlage zur Brauchwassererwärmung hat eine Kollektorfläche von ca. 6 m² und einen Speicher mit 300 Liter Fassungsvermögen. Bei Anlagen mit Zwangsumlauf wird die Wärmeträgerflüssigkeit mit Hilfe einer elektrischen Pumpe transportiert, wodurch auf einen Höhenunterschied zwischen Kollektor und Speicher verzichtet werden kann. Dagegen ist bei Schwerkraft- und Thermosiphonanlagen ein unterschiedliches Nivea zwingend  notwendig.

Im Kollektor und im Wärmespeicher ist jeweils ein Temperatursensor angebracht, welcher die Regelung der Umwälzpumpen steuert. Diese transportiert das Wärmeträgermedium im Kollektorkreislauf. Eine solche Pumpe könnte im Gleichstrombetrieb durch eine PV-Anlage gespeist werden. Großanlagen verfügen generell über ein Zweispeichersystem, die Speicher werden dabei in Reihe geschaltet.

Kopie von Solarthermie solare Brauchwassererwärmung

 

 

Im Rahmen einer solaren Heizungsunterstützung lässt sich besonders im Frühjahr und Herbst der Heizwärmebedarf durch die Sonne decken. Im Winter hingegen ist die Kollektorleistung nicht ausreichend um den Heizwärmebedarf bereitzustellen. Für die Heizwärmeerzeugung muss im Vergleich zur reinen Warmwassererwärmung der Kollektor und der Speichergröße dimensioniert, der Heizungskreislauf angeschlossen, sowie zwei getrennte Wärmespeicher für Heizwasser und Trinkwasser genutzt werden.

Es besteht die Möglichkeit die beiden Speicher in einem Kombispeicher zu integrieren und so Wärmeverluste zu reduzieren. Bei dieser Kombination aus Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung wird ein Drittel Heizenergie eingespart. Dieses sind die einzigen Anlagen, für die von der Bundesanstalt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) Fördermittel bewilligt (90 € pro Quadratmeter Kollektorfläche) werden.

Um den gesamten Heizenergiebedarf durch die Sonneneinstrahlung zu decken, sind saisonale Speicher nötig, um die Heizwärme vom Sommer für den Winter zu speichern. Die Nutzung der solaren Heizung ist jedoch eher ein Ausnahmefall, da Fördermittel nur für kombinierte Anlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung gezahlt werden. Diese Systeme erzeugen höhere Kosten im Vergleich zu Kombianlagen, wodurch hauptsächlich nur kleine Speicher, die wenige Tage zur Speicherung dienen, eingebaut werden. Je nach Dämmstandard der Gebäude lassen sich damit 20 - 70 % des Wärmebedarfs decken.

Rein solare Heizungssysteme erfordern eine optimale Gebäudedämmung (z.B. Passivhausniveau). Für Einfamilienhäuser werden Wärmespeicher mit einer Größe von 30 - 50 m³ genutzt, um ertragsschwache Wintermonate zu überbrücken.

Durch Sonnenwärme lassen sich mit Hilfe eines großen Kollektors und meist einer Absorptions- oder Adsorptionskältemaschine Gebäude kühlen. Die solare Kühlung ist eine effiziente Technik, da sie, wenn Kälte gewünscht wird, besonders viel solare Wärme zur Verfügung stellen kann. Die solare Kühlung findet einen sinnvollen Einsatz in Bürogebäuden, Wohnungsbau, Krankenhäusern, Altersheimen und Hotels. Die solare Kühlung nutzt das Prinzip der Sorption aus, also die Aufnahme eines Gases oder einer Flüssigkeit durch eine andere Flüssigkeit. In der Adsorptions-Kältemaschine wird ein sorbierbares Kältemittel (z.B. Ammoniak, Wasser) mit niedrigem Siedepunkt  eingesetzt, das später in Wasser gelöst wird. Das Kältemittel siedet bei niedrigen Temperaturen im Verdampfer, dabei wird dem Kühlsystem Wärme entzogen. Dann wird das Kältemittel wieder verflüssigt, damit es kontinuierlich Kälte liefern kann.

Mittels eines solaren Nahwärmenetzes lassen sich viele Solarkollektoren auf Häusern in einer Siedlung integrieren, aber auch eine zentrale Großanlage kann der Wärmeversorgung dienen. Derzeit bestehen nur wenige solare Nahwärmesiedlungen. Das Wärmenetz benötigt einen zentralen Wärmespeicher, mit dem sich Wärmeverluste minimieren lassen und Wärme über eine längere Zeit gespeichert werden kann. Durch lange Rohrleitungen entstehen Leitungsverluste und zusätzlich höhere Kosten.


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