Mit Solarenergie Wärmekosten sparen
Die deutlich gestiegenen Erdöl- und Erdgaspreise sind dafür verantwortlich, dass in mancher Haushaltskasse ein großes Loch klafft, da die Kosten für Warmwasseraufbereitung und Heizung im Schnitt rund 90% der Energiekosten eines Haushaltes ausmachen. Eine anzustrebende Möglichkeit, diese Kosten zu reduzieren, ist die Nutzung von Sonnenenergie.
Damit liegen Sie voll im Trend, da Solarkollektoranlagen in Deutschland in immer breiter werdenden Umfang eingebaut werden. Allein von 2002 bis 2007 hat sich die Kollektorfläche, auf deutschen Dächern mit rund 9,2 Millionen Quadratmeter mehr als verdoppelt. 2008 wurde dann, mit 2,1 Millionen verbauten Quadratmetern, nochmals eine deutliche Steigerung verzeichnet (Quelle: Bundesverband Solarwirtschaft e.V.).
Man kann schon bei einer Anlagenfläche von 1-2 Quadratmeter, pro im Haushalt lebender Personen, davon ausgehen, dass der Warmwasserbedarf von April bis September fast vollständig gedeckt ist. Somit sparen Sie im Jahr ca. 60% der für Ihre Brauchwassererwärmung notwendigen Energie. Unsere Empfehlung: Dimensionieren Sie die Apparaturfläche Ihrer geplanten Anlage lieber etwas größer! Durch den hohen Zuschuss der Bundesregierung macht sich zusätzliche Kollektorfläche im Gesamtpreis kaum bemerkbar und Sie erhalten dadurch weitere kostbare Vorteile.
Das BAFA fördert Ihre Anlage, wenn Sie Nutz- und Heizungswasser unterstützt, mit 105 Euro pro angefangenen Quadratmeter Kollektorfläche. Bei der Erstinstallation von Solarkollektoranlagen bis 40 m² beträgt die Förderung 105 Euro je m² installierter Bruttokollektorfläche. Folgende Mindestbruttokollektorflächen und Wärmespeichervolumina pro Quadratmeter Bruttokollektorfläche (bezogen auf Wasser als Wärmespeichermedium) sind erforderlich:
- Bei Vakuumröhrenkollektoren: mind. 7,0 m² und mind. 50 Liter Speicher je Quadratmeter Bruttokollektorfläche.
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Bei Flachkollektoren: mind. 9,0 m² und mind. 40 Liter Speicher je Quadratmeter Bruttokollektorfläche.
Quelle: www.bafa.de / Das wären im Bezug auf unsere 30er Röhrenkollektoren mit 4,9 qm Bruttofläche, 525 Euro staatlicher Zuschuss(bei Nutz-und Heizungswasserunterstützung)!
Die Vorteile einer größeren Kollektorfläche liegen auf der Hand. Im Winter und den Übergangszeiten holen Sie mehr Energie aus der kargen Sonne, der Speicher erwärmt sich generell schneller und Sie haben Reserven, falls Ihr Dach nicht optimal ausgerichtet ist oder Bäume, je nach Tageszeit, Schatten auf einzelne Kollektoren werfen.
Die solare Trinkwassererwärmung in Großanlagen ist heute Stand der Technik. Sorgfältig geplante Anlagen können bei den weiter steigenden Energiepreisen auch wirtschaftlich mit konventionellen Systemen konkurrieren. Noch höhere Brennstoffeinsparung als die solare Warmwasserbereitung erzielt die kombinierte Erzeugung von Warmwasser und Heizungswärme. Demonstrationsanlagen belegen, dass optimierte Kombianlagen in Wohngebäuden, Krankenhäusern, Wohnheimen, Hotels, Pensionen, Sport und Freizeiteinrichtungen einen wesentlichen Beitrag zur Wärmeversorgung liefern.
Die Vakuumröhre
Die einzelnen Schichten der Röhre bewirken, dass soviel Sonnenenergie wie möglich in die Röhre hinein gelangt, sie aber nicht wieder verlassen kann.
Diese Technik der 3 Schichten hat die Effizienz der Röhren nochmals um 12% gesteigert.
Im vorderen Teil der Röhre, wie oftmals in der gesamten Röhrentechnologie angewendet, befindet sich ein Bariumring. Barium ist ein Erdalkalimetall, das eine sehr hohe spezifische Elektronenemission besitzt. Das Barium wird während der Produktion kurzzeitig stark erhitzt, so dass sich silbriger Bariumnebel am Glasröhrenende festsetzt. Die Aufgabe des Bariums ist es, Gasrückstände, die nach dem Absaugen eventuell noch übrig sind und Sauerstoff, der nach erneutem Erwärmen der Röhre freigesetzt werden kann, aufzunehmen. Auf diese Art wird sichergestellt, dass wirklich keine Teilchen mehr vorhanden sind, die die Wärme von der inneren zur äußeren Röhre übertragen können. Mit dieser genialen Technik kann die Temperatur der inneren Röhre 150°C betragen, ohne dass man sich an der äußeren Röhre verbrennen kann. Wird die Röhre einmal undicht und zieht Luft, oxidiert das Barium und die silbrige Schicht wandelt sich sofort in eine weiße um. Sollte dies geschehen, hat es zur Folge, dass die betreffende Röhre nicht mehr die volle Leistung erbringt, da sie Wärme verliert und die Metallbeschichtungen anfangen zu oxidieren. Ein Röhrenaustausch ist dann erforderlich.
Wirkungsprinzip Heatpipesystem
Eine Wärmerohr(Heatpipe) ist ein Wärmeüberträger, der unter Nutzung von Verdampfungswärme eines Stoffes, eine hohe Wärmestromdichte erlaubt, d. h. auf kleiner Querschnittfläche können große Mengen Wärme transportiert werden.
Wärmerohre enthalten grundsätzlich ein hermetisch gekapseltes Volumen, meist in Form eines Rohres. Es ist mit einem Arbeitsmedium (z. B. Wasser) gefüllt, das das Volumen zu einem kleinen Teil in flüssigem, zum größeren in dampfförmigem Zustand ausfüllt. Darin befinden sich je eine Wärmeübertragungsfläche für Wärmequelle und -senke.
Bei Wärmeeintrag beginnt das Arbeitsmedium zu verdampfen. Dadurch wird über dem Flüssigkeitsspiegel der Druck im Dampfraum lokal erhöht, was zu einem geringen Druckgefälle innerhalb des Wärmerohrs führt. Der entstandene Dampf strömt daher in Richtung Kondensator, wo er wegen der niedrigeren Temperatur (Wärmesenke) kondensiert. Dabei wird die zuvor aufgenommene latente Wärme wieder abgegeben. Das nun flüssige Arbeitsmedium kehrt durch Schwerkraft (Thermosyphon) bzw. durch die Kapillarkraft (Heatpipe) wieder zurück zum Verdampfer und der Kreislauf beginnt erneut. Damit dieser Kreislauf funktioniert, ist es wichtig, dass der Kollektor mindestens um 30 Grad geneigt ist. Geeignete Ständer für Flachdachmontage finden Sie bei uns ihm Shop.
Röhrenkollektorquerschnitt
Hier sehen Sie ein Heatpipe-Kollektoraufbauschema, an dem man sehr gut einen der Vorteile zum Flachkollektor erkennen kann. Liegt einer von mehreren Röhrenkollektoren im Schatten, stellt dies, bezüglich eines Wärmeverlustes, kein sonderliches Problem dar. Die Wärme der anderen Kollektoren fließt einfach durch die gut isolierte, dünne Kupferleitung und passiert den Schattenkollektor ohne große Verluste. Der Flachkollektor hingegen ist komplett durchströmt und besitzt auch keine hocheffektive Vakuumisolierung. Tritt nun derselbe Fall ein und einer der Flachkollektoren liegt im Schatten, muss die warme Solarflüssigkeit der anderen Kollektoren erst komplett durch den kalten, im Schatten liegenden Kollektor fließen. Durch diesen ungewollten Zustand geht ein nicht unerheblicher Teil der Wärme verloren.
Weitere Vorteile sind:
- Montagefreundlicher – da auf dem Dach zusammensetzbar.
- Weniger anspruchsvoll bezüglich Winkel und Ausrichtung.
- Eindeutiger Kostenvorteil gegenüber Flachkollektoren.
- Bei Undichtigkeiten muss der FK komplett gewechselt werden - der RK nicht.
- Effektiver im Winter, der Übergangszeit oder bei bewölktem Himmel - wo ein FK nutzlos wird, holt ein RK noch Wärme vom Dach.
- Weniger Wärmeverlust, da Vakuum die Kollektorfläche isoliert– der Flachkollektor ist in dem Bereich nur Luftisoliert, was Verluste mit sich bringt.
Das ideale Haus von Heute
Hier sehen Sie die grundlegenden Komponenten, die verbaut werden müssen, um die größtmögliche Energiemenge aus der Sonne zu bekommen.
Seit über 30 Jahren fit und immer noch nicht müde
Es ist vermutlich die Frage die sich jeder Hausbesitzer stellt, der vorhat in solare Energie zu investieren. Wie lange hält so eine Anlage!? Es wird Sie sicherlich freuen zu lesen, das vor über 30 Jahren ein richtungsweisendes Pilotprojekt gestartet wurde, welches seit Anbeginn im wissenschaftlichen Rahmen von der damals jungen Solarenergieforschungsgemeinde untersucht und beobachtet wurde.
1978 wurde das Solarhaus in Freiburg-Tiengen, ein Zwölffamilienhaus mit einer, zu seiner Zeit, überdurchschnittlichen Wärmedämmung und mit den damals brandneuen Vakuumröhrenkollektoren versehen. Die Anlage funktioniert heute noch einwandfrei mit hoher Ausbeute und wenig Wartungsaufwand und übertrifft die damals angenommene Lebenserwartung bei weitem. Zu Ihrem 25-jährigen Jubiläum bilanzierten die Forscher, dass die Solaranlage bis dahin die gewaltige Menge von 65.000 Litern Heizöl eingespart hat. Viele weitere Anlagen aus den Anfängen dieser Technologie wurden im Forschungsprogramm Solarthermie-2000 untersucht. Auch diese zum Teil experimentellen Anlagen verblüfften die Forscher ob ihrer Lebensdauer. Und dies trotz Kinderkrankheiten wie korrodierende Stahlabsorber, gebrochene Kollektorabdeckungen oder undichte Schlauchverbindungen, die inzwischen der Vergangenheit angehören.
Rückblickend war das Solarhaus Freiburg nicht nur ein international beachtetes Forschungsprojekt, sondern auch eine Initialzündung für die Solar- und Energieforschung in Deutschland. Unter dem Einfluss der zweiten Ölpreiskrise und mit öffentlicher Förderung von Solarthermie-2000 und Solarthermie2000plus wurde im Laufe der Jahrzehnte ein Boom in der Solarbranche ausgelöst, der bis heute anhält.
Mit dieser kurzen Zusammenstellung wollten wir das Thema Solarthermie nur grob anreißen und den grundlegenden Aufbau darstellen. Für weiterführende, bzw. tiefergreifende Informationen nutzen Sie bitte die PDF Dateien im Downloadbereich.