Ausgereifte Technik

Wichtigste Komponenten einer solarthermischen Anlage sind der Solarkollektor, die Regeleinheit mit Pumpe sowie der Warmwasserspeicher mit Wärmetauscher. Im Flachkollektor befinden sich die Absorber, zumeist aus beschichteten Kupferblechen. Einfallende solare Strahlungswärme wird an die Wärmeträgerflüssigkeit abgegeben, die durch Kupferrohre unter den Blechen fließt. Leistungsfähiger, aber auch teurer als Flachkollektoren sind Vakuumröhrenkollektoren. Die Regeleinheit mit der Pumpe sorgt für den Umlauf des Wärmeträgers. Im Solarspeicher/Pufferspeicher wird die Wärme aus dem Kollektorkreis durch einen Wärmetauscher an den Speicherinhalt übertragen. Sinnvolle Ergänzung ist ein Wärmemengenzähler, mit dem die Funktion der Anlage kontrolliert wird. Der Solarregler steuert die Pumpe, die den Wärmeträger umwälzt und vom Kollektor in den Speicher transportiert. Regler steuern auch die Nachheizung im Speicher durch eine weitere Heizquelle sowie die zeit- und temperaturabhängige Zirkulation. Betriebs- und Wartungsaufwand für solarthermische Anlagen sind relativ gering. Es ist sinnvoll, die jährlichen Wartungen des Heizkessels und der Solaranlage zu verbinden.

In den Sommermonaten (Mai bis September) deckt die Solaranlage den Warmwasserbedarf nahezu vollständig. Übers Jahr gemittelt, sind es in unseren Breiten etwa 60 Prozent. Pro Bewohner  rechnet man für die Brauchwasser-Erwärmung eine Flachkollektorfläche von einem bis 1,5 m². Für das Solarspeichervolumen setzt man den 1,5 bis zweifachen Tagesbedarf des Haushaltes an Warmwasser an. Im Winter wärmt die Solaranlage das Kaltwasser vor. Die konventionelle Heizquelle (Öl, Gas)  oder noch besser eine regenerative Heizung decken den restlichen Wärmebedarf. Kostenmäßig und gleichermaßen ökologisch optimal ist eine Kopplung der Solaranlage mit einer Holz-, oder Pelletsheizung oder auch mit einer Wärmepumpe und Niedrigtemperaturheizung.

Bei energetischen Betrachtungen werden die Umwälzpumpen leider oft vernachlässigt. Solaranlagen arbeiten mit geringeren Volumenströmen und höheren Druckverlusten als konventionelle Heizanlagen. Eine neue Pumpengeneration für Solaranlagen ist optimal an Volumenströme und Wärmeträgermedium angepasst. Moderne Solarpumpen sind heute Musterbeispiele für Energieeffizienz. Neue elektronisch gesteuerte EC – Antriebe mit Permanentmagnet-Rotoren verbrauchen bis zu 70 Prozent Strom weniger. Zum Beispiel beträgt die max. Leistungsaufnahme einer Solarpumpe mit 40 Watt Wellenleistung bei einer konventionellen Asynchron – Pumpe 115 Watt, bei einer EC – Pumpe 50 Watt. Bei der durchschnittlichen Laufzeit einer Solarpumpe von 1.500 bis 2.500 Stunden im Jahr liegt der Jahresverbrauch dann zwischen 75 und 125 kWh.

Neben der Trinkwassererwärmung dienen Solaranlagen auch zur Heizungsunterstützung, sofern die Kollektorfläche ausreichend groß ausgelegt und ein entsprechend hoher Warmwasserbedarf auch im Sommer gegeben ist.  Als Faustformel setzt man einen m2 Kollektorfläche pro kW Heizleistungsbedarf an. Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung liefern im Frühjahr und Herbst die Wärme und unterstützen im Winter den Heizkessel. Dazu bedarf es weiterer Speicherkapazität. Zusätzlich zum Solarspeicher wird ein Pufferspeicher vorgesehen.  Kombispeicher sind Pufferspeicher mit integriertem Trinkwasserboiler. Häuser mit sehr guter Wärmedämmung und moderner Heizung eignen sich besonders gut für Solaranlagen mit Heizungsunterstützung.

Die ETI wird finanziert aus Mitteln des Ministeriums für Wirtschaft und Energie des Landes Brandenburg und der Industrie- und Handelskammer (IHK) Potsdam.