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SOLARSYSTEME / PHOTOTHERMIE
 



** Solarthermie - angenehme Wärme von oben **


   



Thermische Solaranlagen nutzen unterschiedliche Arten von Wärmespeichern. Diese reichen bei Geräten für Warmwasser für einige Tage aus, damit - im Sommerhalbjahr - auch in der Nacht und während einer Schlechtwetterperiode genug Wärme zur Verfügung gestellt wird. Langzeitspeicher, die sommerliche Wärme in den Winter übertragen, sind ebenfalls technisch möglich.

Als thermische Solaranlage werden Solaranlagen bezeichnet, welche die Wärme aus der Sonneneinstrahlung nutzbar umwandeln (genannt auch die Solarthermie). Die Wärme wird in der Gebäudetechnik nutzbar gemacht oder in thermischen Solarkraftwerken zur Stromerzeugung genutzt. Die direkte Umwandlung von Sonnenlicht in Strom - z. B. mittels Solarzellen - wird dagegen als Photovoltaik, die entsprechenden Anlagen als Photovoltaikanlagen bezeichnet.

Die thermische Solaranlage besteht aus einem Kollektor, welcher die Sonnenstrahlung auffängt bzw. absorbiert und in Wärme umwandelt, einem Solarwärmespeicher, der die nicht sofort genutzte Wärme speichert sowie dem verbindenden Solarkreislauf, über den die Wärme vom Kollektor in den Speicher transportiert wird. Dieser besteht aus Rohren, Armaturen und Antriebsaggregaten, die den absolut einwandfreien Betrieb der Anlage sichern, sowie einem Regler, welcher den Wärmetransport ein- und ausschaltet.

Kollektorarten

Die bedeutsamste bautechnische Unterscheidung bei Kollektoren ist die zwischen...

• 'mit Luft gefüllten' Kollektoren, die mit herkömmlichen Dämmmaterialien gegen die Wärmeverluste geschützt werden (Dämmung). Sie sind wegbereitend für die effiziente Solarnutzung gewesen. Sie haben erfahrungsgemäss eine sehr lange Lebensdauer.

• Vakuumröhrenkollektoren; diese arbeiten nach dem Thermoskannenprinzip: Um die das Transportmedium enthaltene innere Absorberröhre ist eine zweite, äuβere (Glas-)Röhre gesetzt und dem Zwischenraum zur optimierten Dämmung die Luft entzogen (Vakuum). Sie sind vor allem bei hohen Temperaturdifferenzen zwischen Auβenluft und Absorber leistungsfähiger als andere Bautypen. Sie werden daher auch im industriellen Bereich eingesetzt, wo Prozesswärme mit konstant über 80 °C benötigt wird.

Mit rund 70 bis 85 Prozent hat Solarthermie einen hohen Wirkungsgrad. Dies bedeutet, dass mithilfe der Solarthermie Anlage bis zu 85 Prozent der Sonnenenergie als Wärme für das Haus genutzt werden kann.

Daher liefert schon eine kleine Solarthermie Anlage einen hohen Ertrag durch Solarthermie. Im Sommer kann bereits eine Kollektorfläche von rund 5 Quadratmetern den Bedarf eines Einfamilienhauses an Warmwasser mit Solarthermie decken. Auβerdem kann diese Wärme zur Heizungsunterstözung mit Solarthermie oder zur Beheizung eines Pools genutzt werden.

Heutige solarthermische Anlagen werden in erster Linie zur Trinkwassererwärmung genutzt, hierbei können sie im Jahresmittel 55 % bis 60 % der Heizenergie für die Trinkwassererwärmung decken, was ca. 8 % dieses gesamten Heizenergiebedarfes oder etwa 5 % des Gesamtenergiebedarfes entspricht.

Der Energieverbrauch einer Musterfamilie für die Trinkwassererwärmung (Dusch- und Badewasser) liegt jährlich bei ca. 420 Liter Heizöl (bzw. 420 Kubikmeter Erdgas). Davon kann eine solarthermische Anlage etwa 55 % bis 60 % einsparen, was einer jährlichen Einsparung von ca. 250 Liter Heizöl entspricht und bei einem Heizölpreis von 0,68 Euro/l (Stand: 05 2010) zu einer Einsparung von jährlich ca. 170 Euro führt.

Besonders im Frühjahr treten hohe Sonneneinstrahlung (Mitte April ist sie etwa so hoch wie Ende August) und niedrige Auβentemperaturen zusammen auf. Vermehrt werden daher solarthermische Anlagen eingesetzt, die zusätzlich zur Trinkwassererwärmung die Heizung unterstützen und in den Übergangsjahreszeiten wärmetechnisch unterstützen.

Die Kosten und Erträge schwanken hier deutlich stärker als bei reinen Trinkwasseranlagen, da Temperaturniveaus der Heizungssysteme (Vorlauftemperatur 35 °C für Fuβbodenheizung, 75 °C für ältere Systeme), beheizte Fläche und spezifischer Wärmebedarf (von 0 bis 300 kWh/a,m2) je nach Haus variieren können.


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