Solarthermie

24.01.2009

Solarthermie

Solaranlagen zur Brauch- und Heizwassererwärmung haben sich inzwischen am Markt etablieren können. Sie kommen allerdings nur als Zuheizung in Betracht, da die Sonne keine kontinuierliche Wärme liefert. Man benötigt also zusätzlich andere (in der Regel konventionelle) Heizquellen.

Einen sehr interessanten, wenngleich technisch eigenwilligen Weg verfolgt die Solaera-Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe der Firma Consolar - Foto: Consolar
Einen sehr interessanten, wenngleich technisch eigenwilligen Weg verfolgt die Solaera-Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe der Firma Consolar - Foto: Consolar


Um die täglichen "Durststrecken" beim solaren Energieeintrag kompensieren zu können, sind Pufferspeicher erforderlich, deren Volumen davon abhängt, ob lediglich das Brauchwasser erwärmt oder auch die Heizung unterstützt werden soll. Speichergrößen von 500l bis 1000l sind hier durchaus üblich. Grundsätzlich unterscheidet man die einfacheren Flachkollektoren und Vakuum-Röhrenkollektoren. Letztere sind in der Anschaffung teurer, haben aber insbesondere bei widrigen Bedingungen (nicht ganz optimale Himmelsrichtung, diffuser Lichteinfall) einen deutlich höheren Ertrag.

Man benötigt also für die gleiche Leistung eine geringere Kollektorfläche. Es gibt Röhrenkollektoren, die kein gesonderten Solarkreislauf mit Frostschutzgemisch benötigen, sondern wo die Röhren direkt vom Heizungswasser durchflossen werden. Dadurch kann in manchen Fällen ein gewöhnlicher Heizkessel ausreichen, und es wird kein spezieller Solarspeicher benötigt. Flachkollektoren werden sowohl zur Aufdachmontage (über der Dacheindeckung) als auch zur Indachmontage (anstelle der Dacheindeckung) angeboten. Da Letztere optisch nicht so dick "auftragen", wirken sie dezenter.
 

Vorteile von Solerthermie:

  • Solaranlagen arbeiten (von der Herstellungsenergie und dem Pumpenstromverbrauch abgesehen) völlig emissionsfrei und klimaneutral.
      
  • Sie sind zudem bis auf den jährlichen Check der Wärmeträgerflüssigkeit und das Einstellen des Vordrucks völlig wartungsfrei.
      
  • Solarthermie kann mit fast allen anderen Wärmeerzeugern im Haus sinnvoll kombiniert werden.
      
  • Vakuum-Röhrenkollektoren nach dem „Heat Pipe“-Prinzip haben einen integrierten Temperaturbegrenzer, der eine Überhitzung des Systems insbesondere im Sommer verhindern kann.

Nachteile von Solarthermie:

  • Die hohen Investitionen für Kauf und Finanzierung einer Solarthermieanlage verhindern eine rasche Amortisation.
     
  • Die Sonne ist kein zuverlässiger Wärmelieferant, sodass stets ein weiterer (konventioneller) Wärmeerzeuger gebraucht wird. Insbesondere im Winter wird am wenigsten Wärme erzeugt (kurze Sonnenscheindauer).
 
Ein externer Plattenwärmetauscher zur Trinkwassererwärmung (schwarzer Kasten am Speicher) bei großen Speicheranlagen schützt vor der Vermehrung der gefährlichen Legionellen - Foto: Brötje
Ein externer Plattenwärmetauscher zur Trinkwassererwärmung (schwarzer Kasten am Speicher) bei großen Speicheranlagen schützt vor der Vermehrung der gefährlichen Legionellen - Foto: Brötje
 

Für wen?

  • Solare Brauchwassererwärmung nützt eigentlich jedem, der die Möglichkeiten (Dachfläche nach Süden) zur Installation hat. Heizungsunterstützung ist nur bei gut gedämmten Immobilien mit Flächenheizsystemen rentabel. Ohne Heizungsunterstützung können sowohl kleinere Kollektoren als auch kleinere Pufferspeicher eingesetzt werden. Bei Vakuum-Röhrenkollektoren unterscheidet man zwischen direkt durchflossenen Röhren (die Wärmeträgerflüssigkeit fließt durch sämtliche Röhren) und dem „Heat Pipe“-System. Hier sind die Röhren trocken in den Sammler eingebunden – sie lassen sich im Defektfall ähnlich einfach wie Glühlampen auswechseln.

Welche Technik nehmen?

  • Ob man sich für Flach- oder Röhrenkollektoren entscheidet, ist nicht zuletzt eine Frage des Geldbeutels. Bei nicht ganz optimaler Südlage des Dachs kann die Absorberfläche von Röhrenkollektoren in Richtung Süden gedreht werden. Solare Brauchwassererwärmung ist immer sinnvoll, Heizungsunterstützung nur dann, wenn die Immobilie auch in der wärmeren Jahreszeit gelegentlich beheizt werden muss und Flächenheizsysteme zur Verfügung stehen. Bei den Pufferspeichern sollte eine Technik gewählt werden, die einen kleinen Brauchwasser-Wärmetauscher nutzt. So wird das Legionellenrisiko vermieden.



Begriffserklärung:

  • Legionellen sind erheblich gesundheitsgefährdende Bakterien, die in geringer Konzentration in allen natürlichen Wasserquellen vorkommen. Die menschliche Infektion findet hauptsächlich durch feinste Wassertröpfchen (Aerosole) statt, wie sie beim Duschen entstehen.
      
    Legionellen können die Lunge befallen und die lebensgefährliche Legionärskrankheit auslösen. Sie können sich insbesondere bei gemäßigten Temperaturen in größeren Trinkwasserbehältern stark vermehren, wenn die Wassermenge nicht oft durchgesetzt wird. Die massive Vermehrung setzt bei Temperaturen über 20 °C ein und erreicht bei etwa 37 °C ihr Optimum.
      
    Bei Temperaturen zwischen 60 °C und 70 °C sterben Legionellen innerhalb einiger Minuten und bei Temperaturen über 70 °C innerhalb weniger Sekunden ab. Größere Trinkwasserspeicher müssen deshalb alle paar Tage auf über 60° C aufgeheizt werden, was in der Regel über die zusätzliche Heizquelle (z. B. Brennwertkessel) erfolgt und einen entsprechenden Energieverbrauch verursacht.
Autor / Quelle: Martin Henze

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