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Von der Förderung profitieren Umwelt und Betreiber, denn die Nutzung von Solarkollektoren führt zu geringeren Schadstoffausstoß und zu Einsparungen bei den Energiekosten. In Deutschland reicht die Sonnenwärme aber leider nicht aus, um das Wasser ganzjährig zu erwärmen. Eine Zusatzenergie ist notwendig, z.B. Heizöl, Erdgas oder Holzpellets, deren automatisch beschickte Feuerungsanlagen jetzt ebenfalls mit Fördergeldern bezuschusst werden. Mehr dazu erfahren Sie beim Bundesamt für Wirschaft.
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Sonnenkollektoren haben die Aufgabe, das Sonnenlicht nahezu vollständig in Wärme umzuwandeln und diese ohne große Verluste an ein Wärmeträgermedium abzugeben. Die marktgängigsten Kollektorausführungen sind derzeit wohl belüftete und geschlossene Flachkollektoren sowie Vakuum-Röhrenkollektoren, die sich wiederum in direkte und indirekt durchströmte Röhren unterscheiden lassen. Die Grundfunktion der vier Varianten ist jedoch nahezu identisch. Sonnenlicht trifft durch eine transparente Abdeckung- zumeist Glas- auf den Absorber. Dieses wärmeleitende Metallblech ist mit einer speziellen Beschichtung versehen, dessen Struktur die Umwandlung des Sonnenlichtes in Wärme begünstigt und gleichzeitig Wärmeabstrahlungen minimiert. Die gewonnene Wärme wird schließlich an Wärmeträgerrohre weitergeleitet, die mit dem Absorber verbunden sind.
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Der Flachkollektor |
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| Das wichtigste Bauteil eines Flachkollektors ist der Absorber (ein schwarzes Aluminiumblech, in das Kupferrohre angelötet oder eingewalzt sind). Die Kupferrohre liegen entweder parallel nebeneinander oder verlaufen seriell als eine Rohrschlange über die ganze Kollektorfläche. Sie werden von einer Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt, die die Wärme aufnimmt und zu einem Speicher transportiert. Damit möglichst wenig der eingestrahlten Sonnenenergie an die Umgebung wieder abgestrahlt wird, werden die Absorberflächen beschichtet. Zur Minimierung von thermischen Verlusten wird der Absorber in einem wärmegedämmten Kasten mit transparenter Abdeckung eingebettet. Die Glasabdeckung hat folgende Funktionen: Sie hat einen hohen Lichtdurchlässigkeitsgrad und garantiert gleichzeitig, dass nur wenig Wärme wieder zurückgestrahlt wird. Zudem wird der Kollektor vor Witterungseinflüssen geschützt. Durch die Wärmedämmung auf der Rückseite des Absorbers und an den Seitenwänden werden Verluste durch Wärmeleitung verhindert.
Standard Kollektormodule haben eine Fläche von 2,5 m².
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Der Röhrenkollektor |
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1. Solarstrahlung
2. Glasröhre
3. Wärmerohr |
4. Füllung Wärmerohr
5. Absorber
6. Kondensator |
7. Wärmeaustauschrohr
mit Steckhülse
8. Wärmedämmung |
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| Im Gegensatz zu den Flachkollektoren ist der Absorber in Röhrenkollektoren nicht großflächig in einem Gehäuse angeordnet, sondern als Blechstreifen in planer oder gewölbter Form in einem Glaszylinder integriert. Durch die Sonneneinstrahlung wird die Wärmeträgerflüssigkeit im Absorber soweit erwärmt, dass sie verdampft und zum Wärmetauscher aufsteigt. Im Wärmetauscher wird die im Dampf enthaltende Wärmeenergie auf den Warmwasserkreislauf übertragen. An dieser Stelle verflüssigt sich der Dampf, das entstandene Kondensat fließt wieder zurück in das Wärmerohr. Dieser Vorgang wiederholt sich laufend. Durch die hochwertige Beschichtung des Absorbers und durch das Vakuum sind Wärmeverluste an die Umgebung fast vollständig unterbunden. Die Leistung von Röhrenkollektoren ist dadurch höher als die von Flachkollektoren. |
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Der Wärmespeicher |
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| Die Zeiten des Wärmebedarfs stimmen selten mit dem Energieangebot der Sonne überein. Deshalb muss die solar erzeugte Wärme gespeichert werden. Wir unterscheiden Trinkwasserspeicher zur direkten Erwärmung von Trinkwasser und Kombispeicher zur Erwärmung von Trinkwasser oder zur Heizungsunterstützung. |
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| Trinkwasserspeicher
Dies sind mit Trinkwasser gefüllte Stahlspeicher (Druckspeicher) mit zwei Wärmetauschern. An dem unteren Wärmetauscher wird der Solarkreis, an dem oberen die Nachheizung durch den Heizkessel angeschlossen.
Kombispeicher
Es gibt zwei Arten von Kombispeichern:
Pufferspeicher sind mit Heizungswasser gefüllte Stahlspeicher (Druckspeicher) oder drucklose Kunststoffspeicher. Die in ihnen bevorratete Wärme kann wahlweise ins Heizungssystem eingespeist oder über einen Wärmetauscher an das Trinkwasser übertragen werden.
Der Tank-in-Tank-Speicher ist eine Kombination aus Puffer-und Trinkwasserspeicher. In einem Pufferspeicher ist im oberen, warmen Bereich ein kleiner Trinkwasserspeicher eingebaut, dessen Oberfläche als Wärmetauscher fungiert. Er eignet sich für den Einsatz in Solaranlagen zur Warmwasserbereitung ohne und mit Heizungsunterstützung.
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Schichtenspeicher
Um heißes Wasser sofort nutzen zu können, ohne dass erst der ganze Speicher erwärmt werden muss, wurden für die Beladung von Speichern - 300 Liter besondere Speicherladesysteme entwickelt. Eine selbst regelnde Ladevorrichtung sorgt hierbei für eine in der Höhe variable Einleitung des erwärmten Wassers. Diese erfolgt jeweils in der Höhe, in der die Temperatur des zufließenden Wassers gleich der Speichertemperatur in dieser Schicht ist. Dadurch entstehen eine gute Temperaturschichtung innerhalb des Speichers und ein schnelles Erreichen der Nutztemperatur im oberen Speicherbereich. Aber auch eine Beladung in verschiedenen Ebenen mit einer Steuerung über Ventile wird angeboten. Schichtenspeicher gibt es als Trinkwasser- oder als Pufferspeicher.
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Der Solarkreis |
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Über den Solarkreis wird die im Kollektor erzeugte Wärme in den Solarspeicher transportiert. Er besteht aus folgenden Elementen:
- Rohrleitungen:
sie verbinden die Kollektoren auf dem Dach und dem meist im Keller untergebrachten Speicher
- Solarflüssigkeit:
sie transportiert die Wärme vom Kollektor zum Speicher
- Solarpumpe:
sie lässt die Solarflüssigkeit im Solarkreis zirkulieren
- Solarkreiswärmetauscher:
er überträgt die gewonnene Wärme an das Trinkwasser im Speicher
- Armaturen und Einbauten:
zum Befüllen, Entleeren und Entlüften
- Sicherheitseinrichtungen:
Ausdehnungsgefäß und Sicherheitsventil, schützen die Anlage vor Schäden (Leckagen) durch Volumenausdehnung
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Die Regelung |
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| Die Regelung einer solarthermischen Anlage hat grundsätzlich die Aufgabe, die Umwälzpumpe zur optimalen "Ernte" der Sonnenenergie zu steuern. In den meisten Fällen handelt es sich um einfache elektronische Temperaturdifferenzregelungen: solange die Temperatur im Kollektor um einige Grade höher ist als das Wasser im unteren Speicherbereich, ist die Pumpe in Betrieb. Zunehmend kommen Regler auf den Markt, die als einzelne Geräte verschiedene Systemschaltungen steuern können und darüber hinaus mit zusätzlichen Funktionen wie Wärmemengenmessung, Datenlogging und Fehlerdiagnosefunktionen ausgestattet sind. |
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Die Montage |
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| Sie können Solarsysteme auf verschiedene Weisen installieren, hier drei Varianten: |
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| Aufdachmontage |
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| Bei der Aufdachmontage werden die Kollektoren etwa 5 - 10 cm über der Dachhaut montiert. Die Haltepunkte werden durch sogenannten Dachhaken oder Sparrenanker gebildet, die auf die Sparren, bei Wellplatten auf eine Welle, bei gefalzten Zinkdächern auf einen Stehfalz o.ä. aufgeschraubt werden. Die Rohrführung in das Gebäude erfolgt über Lüfterelemente. |
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| Indachmontage |
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| Bei der Indachmontage werden die Dachziegel an der entsprechenden Stelle entfernt und die Kollektoren direkt auf die Dachlatten montiert. Die Abdichtung an den Übergängen zur Dachhaut wird durch eine überlappende Konstruktion erreicht. Dabei wird der Kollektor überwiedend mittels spezieller Eindeckrahmensysteme aus Aluminium oder Zink und Blei in die Dachabdeckung eingebunden, ähnlich wie Dachfenster. |
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| Flachdachmontage |
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| Bei der Flachdachmontage müssen die Kollektoren grundsätzlich schräg angestellt werden (20-60°). Dafür gibt es Flachdachständer aus verzinktem Stahl oder Aluminium in entsprechenden Anstellwinkel. Ausnahme: direkt durchströmte Vakuumröhrenkollektoren. Aufgrund der entstehenden Windangriffsflächen müssen die Kollektoren gegen Abheben und Herabstürzen bzw. Gleiten gesichert werden, durch Gegengewichte durch Abspannung mit dünnen Drahtseilen oder Verankerung mit dem Flachdach. In jedem Fall ist die Tragfähigkeit des Daches zu prüfen. |
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| Fassadenmontage |
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| Kollektoren an der Fassade können entweder schräg angestellt oder parallel zur Wand montiert werden. Die Fassadenmontage spielt aber derzeit noch eine untergeornete Rolle. Vor dem Hintergrund möglichst hoher Deckungsgrade im Winter und insbesondere als architektonisches Gestaltungselement findet sie jedoch zunehmend Anwendung. |
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Darauf sollten Sie achten:
Marktüblich sind Systeme, bei denen die Solaranlage mit einem Gas-Brennwertkessel, sowie je nach Konzeption mit einem separaten Brauchwasser-, Puffer- oder Kombispeicher verbunden ist.
Um den wirtschaftlichen und ökologischen Effekt einer modernen Heizungsanlage in Kombination mit Solartechnik voll auszuschöpfen, sollten Hausbesitzer nicht am falschen Ende sparen. Dies betrifft nicht zuletzt den Gas- und Brennwertkessel. Für eine derartige umweltfreundliche Installation kann der Hausbesitzer staatliche Förderung beziehen. Erneuert der Hausbesitzer die Heizungsanlage und lässt gleichzeitig eine thermische Solaranlage einbauen, kann er im Rahmen des CO2- Minderungsprogramms einen Zuschuss beim Bundesamt für Wirtschaft beantragen.
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| Thermische Solaranlagen: Frostschutz prüfen!
Viele Tausend thermische Solaranlagen tun in Deutschland seit Jahren völlig wartungsfrei ihren Dienst. Sie erwärmen übers Jahr etwa die Hälfte des warmen Wassers.
Mit Beginn der Frostperiode sollten alle Solaranlagenbesitzer an den Frostschutz ihrer Anlage denken. Spätestens nach sieben Betriebsjahren sollte der Frostschutz überprüft werden, rät der Bund der Energieverbraucher.
Das ist einfach getan: Eine kleine Menge Wasser aus dem Solarkreis wird in ein Gefäß gebracht und dann in die Kühltruhe gelegt. Friert diese Flüssigkeit ein, dann muss Frostschutzflüssigkeit nachgefüllt werden.
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| Nach weiteren Fördermitteln können Sie sich auf der nebenstehenden Seite informieren oder bei folgender Adresse:
Niedersächsisches Umweltministerium
Archivstr. 2
30169 Hannover
Telefon: 0511/120-5500
Telefax: 0511/ 120-3399
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| Informieren Sie sich auch über das KfW-Programm zur CO2- Minderung. |
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| Bei den folgenden Firmen finden Sie weitere Informationen: |
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Rufen Sie einfach an-wir beraten Sie schnell, kostenlos und unverbindlich.
Bitte nehmen Sie mit uns Kontakt auf, wir kommen zwecks Beratung auch zu Ihnen.
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