Solarwärmeanlage – Energie sparen!
Patrick Lehner

Wenn Sonnenstrahlen auf ein Gebäude treffen, wird die Oberfläche an diesen Stellen erwärmt. Wenn die Sonne dabei nicht direkt durch die Fenster scheint, habe ich als Bewohner aber von dieser kostenlosen Energie recht wenig. Dies ist speziell in den Übergangszeiten ärgerlich, könnte doch die an vielen Tagen recht kräftig scheinende Herbst- oder Frühlingssonne meine Wohnung auch an kühlen Abenden und an sonnenarmen Tagen wärmen, wenn die kurzzeitig im Überfluss auftreffende Energie gespeichert werden könnte. Doch was gibt es da wohl für Möglichkeiten? Nach einigen Recherchen entdecke ich das System der Solarwärmeanlage. Dieses System löst das Problem der Speicherung und zeitversetzten Nutzung der Sonnenenergie. Ihre Komponenten nehmen die Energie der Sonnenstrahlung auf, speichern sie und geben sie bei Bedarf wieder für die Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung ab. In der Schweiz werden derzeit jährlich rund 3’000 Anlagen zur Brauchwassererwärmung oder Heizungsunterstützung realisiert. Tendenz steigend. Auch ökologisch macht die Wärmenutzung der Sonne Sinn. Diese Anlage belastet die Umwelt nicht und hat bereits nach zwei Betriebsjahren mehr Energie produziert, als für Herstellung und Entsorgung benötigt wird.

Energie aktiv Nutzen und Energie sparen! Dies war schon mein Thema im letzten Haustechnik-Blog. Da untersuchte ich wie man als Benutzer einer Wohnung aktiv am Energie sparen mithelfen kann. In dem ich zum Beispiel für die Beleuchtung Energiesparlampen einsetzte (hat sich übrigens sehr bewehrt!). Nun untersuche ich ein System in welchem auch beim heizen und dem Warmwasserverbrauch Einsparungen möglich sind.

Allgemeines
Der Energieertrag durch die Sonneneinstrahlung in der Schweiz ist genügend gross, um ein wirtschaftliches Betreiben einer Solaranlage zu garantieren. Die durchschnittliche Sonneneinstrahlung liegt bei uns bei rund 1‘100 kWh/m2a. Die höher gelegenen Gebiete erreichen sogar Werte über 1‘400 kWh/m2a.


Sonnenenergienutzung im Monatsvergleich

85% der Jahreseinstrahlung erreichen uns zwischen März und Oktober. Wird diese Sonneneinstrahlung eingefangen, erwärmt sie für mindestens 8 Monate im Jahr das Brauchwasser auf 60°C. In der restlichen Zeit und bei ungenügender Sonneneinstrahlung wird z.B. mit der konventionellen Heizung zugeheizt. Im Jahresdurchschnitt können so rund 70% des gesamten Warmwasserbedarfes eines Haushalts abgedeckt werden. Die Solarwärmeanlage kann eine Heizung nicht ersetzen – aber optimal ergänzen. Mit der Wahl der richtigen Heiztechnik können weitere erhebliche Kosteneinsparungen erzielt werden. Solarwärmeanlagen lassen sich mit verschiedenen Heizsystemen kombinieren, z.B. mit Erdgas-, Öl- oder Pelletheizungen. In technischer und ökologischer Hinsicht sind Pellet- oder Erdgasheizungen eine optimale Ergänzung einer Solarwärmeanlage. Mit der Pelletheizung zum Beispiel entsteht nur soviel CO2 wie beim Wachstum des Rohstoffs von der Pflanze eingelagert wurde.

Aufbau einer Solarwärmeanlage
Je nach Bedarf stehen unterschiedliche Kollektoren zur Verfügung:

• Verglaste Flachkollektoren eignen sich besonders für Wassererwärmung und Heizungsunterstützung.

• Unverglaste Kollektoren werden für Schwimmbadheizung und Warmwassererwärmung eingesetzt.

• Vakuumröhren-Kollektoren eignen sich besonders für Heisswassererzeugung.

Um die Sonneneinstrahlung noch zu verstärken ist die Glasabdeckung dunkel gehalten. Dies führt dazu, dass die Strahlungsenergie noch verstärkt wird. Die Aufnahme der Energie erfolgt im so genannten Solarabsorber. Dieser besteht meist aus Kupfer- oder Aluminiumblechen und wird von einer Wärmeträgerflüssigkeit, auch Solarflüssigkeit genannt, in kleinen mit den Absorberblechen in direktem Kontakt stehenden Rohrleitungen durchströmt. Um möglichst viel Energie der Sonnenstrahlung auffangen zu können, wird die Absorberoberfläche mit einer speziellen Beschichtung versehen, die als selektive Beschichtung bezeichnet wird. Um Wärmeverluste zu vermeiden und eine höhere Arbeitstemperatur zu gewährleisten, wird der Absorber in einem wärmegedämmten Gehäuse mit transparenter Abdeckung verbaut. Diese Bauform wird als Kollektor bezeichnet. Wenn nun die Sonnenstrahlung auf den selektiv beschichteten Absorber trifft, erwärmt sie die Solarflüssigkeit und die Energie der Sonnenstrahlung wird somit nutz- und speicherbar.

Die Vorteile von Flachkollektoren:

• Sie sind preisgünstig

• Sie lassen sich auf vielfache Weise montieren

• Eine harmonische Dachintegration ist möglich

Der Solarkreislauf transportiert die im Solarkollektor übertragene Strahlungsenergie zum Warmwasserspeicher. Er umfasst die Rohrleitungen in denen die Solarflüssigkeit zirkuliert. Der Teil des Kreislaufs, in dem die erwärmte Trägerflüssigkeit vom Kollektor in Richtung Speicher transportiert wird, wird als Vorlauf bezeichnet. Dieser führt zu einem Wärmetauscher, in dem dann die Wärme der Solarflüssigkeit an das Speicherwasser übertragen wird. Je nach Anlagendimensionierung und Speichertyp kann der Wärmetauscher im Speicher integriert oder auch - extern installiert werden. Die Solarflüssigkeit wird über den Rücklauf wieder zum Kollektor transportiert. Des weiteren verfügt der Solarkreislauf über eine Umwälzpumpe, Einrichtungen zum Warten der Anlage und einen Wärmemengenzähler.


Planung
Optimal für Solaranlagen geeignet: Dachflächen mit einer Neigung zwischen 20° und 60°. Flache Dächer (Neigung zwischen 20° und 30°) sind im Sommer ein Vorteil, steile (Neigungen zwischen 50° und 60°) im Winter.

Vorteile

• Wer die Energie der Sonne nutzt, belastet die Umwelt nicht.

• Bereits nach zwei Betriebsjahren hat Ihre Solarwärmeanlage mehr Energie produziert, als für Herstellung und Entsorgung benötigt wird.

• Gewisse Kantone und einzelne Gemeinden unterstützen die Solarenergie und zahlen Förderbeiträge.

• Solaranlagen machen unabhängig. Preisschwankungen bei Öl oder Gas lassen Sie kalt.

• Die Sonne ist zuverlässig. Im Duo mit anderen Energieträgern sorgt sie jahraus jahrein für komfortable Wärme und Warmwasser.

Fazit
Wir als Planer haben eine aktive Möglichkeit unseren Teil zum Umweltschutz beizutragen! Also nutzen wir sie. Ich werde in Zukunft mit Bestimmtheit immer Ausschau nach modernen Anlagen und Neuigkeiten halten und dies auch Aktiv mit den Bauherren besprechen und vorschlagen. Denn wir sind die Fachleute und müssen und wollen uns ständig weiterentwickeln und neue Möglichkeiten ausloten, sei es in der Architektur oder der eingesetzten Technik.

www.swissolar.ch