Thermische Solaranlagen wandeln Sonnenstrahlen in Wärme um, die dann zur Erwärmung von Brauchwasser gegebenenfalls auch zur Heizungsunterstützung genutzt wird. Der Aufbau dieser Anlagen ist relativ einfach. Sie bestehen aus einer Kollektoreinheit, die die Sonnenstrahlen in Wärme umwandeln, einem Solarkreislauf, bestehend aus einer Wärmeträgerflüssigkeit, der die Wärme zum Speicher führt und dort über Wärmetauscher die Wärme an das Brauchwasser und  gegebenenfalls an den Heizungskreislauf weitergibt. Über einen Solarregler wird die Umwälzpumpe in Gang gesetzt, wenn die Kollektoren genügend Wärme gespeichert haben.

Wichtigste Komponenten sind die Kollektoren und der Solarspeicher.

 

 

Kollektoren

Kollektoren bestehen aus einem Absorber, der die Wärme aufnimmt und weiterleitet und einem Gehäuse, der diesen umschließt. Es gibt über 150 verschiedene Kollektortypen am Markt aber am weitesten verbreitet sind folgende 2 Kollektortypen.

Flachkollektoren: der Absorber besteht aus Aluminium oder Kupferblech, die sich in einem gedämmten Gehäuse befinden und mit der Wärmeträgerflüssigkeit verbunden sind. Sie sind relativ kostengünstig, geben aber trotz Dämmung einen Teil der Wärme über das Gehäuse ab. Höheren Wirkungsgrad haben Vakuumröhrenkollektoren, da der Absorber sich im luftleeren Vakuumröhren befindet, die untereinander verbunden sind. Dadurch werden höhere Temperaturen und somit auch bei niedriger Sonneneinstrahlung mehr Leistung erzielt. Diese bessere Qualität hat jedoch auch seinen Preis, allerdings muß beachtet werden, dass bei Vakuumröhrenkollektoren die Kollektorfläche kleiner gestaltet werden kann, um die gleiche Leistung zu erzielen.

Da das Eneergieangebot der Sonne sehr schwankend ist, muß die Wärme in einem Solarspeicher zwischengespeichert werden. Je nach Auslegung gibt es Brauchwasserspeicher mit 2 Wärmetauschern oder moderne Schichtenspeicher. Die erste Variante besitzt einen Wärmetauscher für die Solarwärme im unteren Bereich. Das warme Wasser steigt auf und wird im oberen Bereich des Speichers entnommen. Dort befindet sich auch der 2. Wärmetauscher, der über die konventionelle Heizung (Gas, Öl) versorgt wird und sich zuschaltet, wenn das Warmwassserangebot über den Solarkreislauf nicht mehr ausreicht. Der 2 Wärmetauscher ist im oberen Bereich des Speichers angebracht, damit nur der obere Bereich erwärmt werden muß.

Soll die Sonnenwärme auch für  den Heizkreislauf genutzt werden, sind Pufferspeicher notwendig, die in der Regel als Kombispeicher für  Brauch-und Heizungswasser ausgelegt sind. Dabei wird das Brauchwaser entweder im Direktdurchlauf(Frischwassersystem) über einen Wärmetauscher erwärmt, oder der Speicher ist als „Tank-im-Tank-Speicher ausgelegt. Dabei befindet sich im Pufferspeicher ein zweiter kleiner Warmwassertank, dessen Oberfläche als Wärmetauscher fungiert und vom umliegenden Heizwasser erwärmt wird.

Die Größe einer Solaranlage wird durch folgende Faktoren beeinflusst

- Sonnenangebot, die regional stark schwanken kann

- vom Wirkungsgrad der Kollektoren

- von der Anzahl der Personen

- von der Ausrichtung und Montage

- von der Nutzung (ausschlißlich Brauchwasser oder mit Heizungsunterstützung)

 

Eine Faustregel ist, bezogen auf Flachkollektoren werden pro Person ca. 1,5 qm² Kollektorfläche benötigt, 1qm² bei Vakuumröhren.

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