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Die Solarthermie
Die Sonne liefert uns Tag für Tag enorme Energie. Diese Sonnenenergie wird durch Solarthermie in Wärmeenergie umgewandelt.
Sonnenenergie gehört zu den regenerativen Energien, die unbegrenzt zur Verfügung stehen.
Die Solarthermie kann zur Warmwasserbereitung genutzt werden. Des Weiteren kann sie die zur vorhandenen Heizung unterstützen, um Energiekosten einzusparen.
Der Wirkungsgrad einer Solaranlage ist von der Strahlenleistung der Sonne und den jeweiligen Betriebsbedingungen abhängig. Er lässt sich durch eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur zusätzlich erhöhen.
Funktionsweise
Der wichtigste Teil einer thermischen Solaranlage ist der Sonnenkollektor. Die Kollektoren können im Prinzip auf jedem Dach, ob nun Schräg- oder Flachdach, installiert werden.
Im Kollektor befindet sich eine Wärmeträgerflüssigkeit (Wasser, Solarflüssigkeit, Luft), die durch die Sonneneinstrahlung erwärmt wird. Ein Regler stellt mittels zweier Temperaturfühler fest, ob die Temperatur am Kollektor höher ist als am Wärmetauscher im Speicher. Ist dies der Fall, startet der Regler die Solar-Umwälzpumpe, die die erwärmte Trägerflüssigkeit von den Kollektoren in den Speicher transportiert. Der dort befindliche Wärmetauscher überträgt die Wärme auf das Brauch- oder Heizungswasser.
Kleinere Schwankungen des Energieangebotes der Sonne kann der Wasservorrat im Solarspeicher ausgleichen. In länger anhaltend sonnenarmen Zeiten wird das Brauchwasser durch das vorhandene Heizsystem erwärmt.
Kollektor
Optimal ausgerichtet ist ein Sonnenkollektor nach Süden. Abweichende Ausrichtung nach Südwest oder Südost wirken sich nur minimal auf den Ertrag aus. Reine Ost- oder Westausrichtungen können zu Ertragseinbußen um die 20% führen.
Eine wichtigere Rolle als die Ausrichtung spielt die Neigung der Sonnenkollektoren. Die höchsten Erträge kann man erreichen, wenn die Sonne in einem Winkel von 90° auf die Kollektoren strahlt. Da die Sonne jedoch abhängig von den Jahreszeiten unterschiedlich hoch am Himmel steht, ist auch der ideale Neigungswinkel beispielsweise im Sommer anders als im Winter. Eine Nachführung des Kollektorfeldes nach der Sonne ist jedoch technisch sehr aufwendig und diese Anlagen sehr störanfällig. Bei der Festlegung des idealen Neigungswinkels spielt ebenso die geographische Lage eine wichtige Rolle.
Im Allgemeinen kann man jedoch davon ausgehen, dass Kollektoren mit einer Neigung von 30 – 50 ° sehr gute Ganzjahreserträge erzielen können.
Durch entsprechende Halterungen lassen sich die Kollektoren auch bei ungünstigen Dachneigungen- oder ausrichtungen in eine gute Position bringen.
Eventuelle Beschattungen, beispielsweise durch ein benachbartes Haus oder einen Baum, müssen bei der Planung berücksichtigt werden. Die Kollektoren sollten nicht während der Hauptsonnenscheinzeit zwischen 9.00 und 16.00 Uhr beschattet werden.
Flachkollektor
Am meisten verbreitet ist der Flachkollektor. Dies liegt vor allem an den geringen Anschaffungskosten. Für die Warmwasserbereitung ist seine Leistung ausreichend. Der Wirkungsgrad dieser Kollektoren fällt jedoch geringer aus als bei Röhrenkollektoren. Die Wärmeverluste bei der Wärmeübertragung sind höher. Für eine Heizungsunterstützung bringt ein Flachkollektor nicht genügend Leistung.
Vakuumröhrenkollektoren
Zur Heizungsunterstützung benötigt man einen Röhrenkollektor.
Röhrenkollektoren haben einen bis zu 30% höheren Wirkungsgrad als Flachkollektoren. Vor allem bei Bewölkung und kälteren Temperaturen haben sie eine deutlich höhere Leistung. Sie benötigen im Verhältnis zur Leistung weniger Dachfläche. Die Anschaffungskosten liegen jedoch um einiges höher als bei Flachkollektoren.
Förderung
Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien werden staatlich gefördert. Es gibt verschiedene Förderprogramm bundesweit und auch in den einzelnen Bundesländern, welche die Installation einer Solaranlage unter bestimmten Voraussetzungen bezuschussen. Auch einzelne Kommunen vergeben Zuschüsse.
Es ist ratsam sich vor der Auswahl der Anlage über die einzelnen Förderrichtlinien zu informieren.
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