Heizung

Thermische Solaranlagen  Sonnenkollektoren

Die Nutzungsmöglichkeiten von thermischen Solaranlagen sind vielfältig. Anwendungsgebiete wie Unterstützung der Heizungsanlage, Energiegewinnung für Prozesswärme, Solaranlagen zur Warmwasserbereitung, Solaranlagen zur Schwimmbadbeheizung oder selbst Solaranlagen zur Gebäudekühlung sind möglich. Durch die bestehenden Fördermöglichkeiten für Solaranlagen lassen sich thermische Solaranlagen mittlerweile kostengünstig erstellen und energieeffizient betreiben. Außerdem tut man noch etwas für das Klima und den Umweltschutz durch den Einsatz von regenerativen Energien

Das wichtigste Bauteil einer thermischen Solaranlage ist der Sonnenkollektor. Sonnenkollektoren gibt es in unterschiedlichen Bauweisen. Man unterscheidet zwischen Absorbermatten, Flachkollektor, Vakuum-Flach-kollektor, Vakuum-Röhrenkollektor um nur die wichtigsten zu nennen. Am meisten verbreitet in thermischen Solaranlagen sind Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren die gerade bei der solaren Kühlung Vorteile wegen ihrer höheren Leistung bringen.

Das Funktionsprinzip ist bei allen Sonnekollektoren identisch. Die Sonne sendet Energie in Form von Strahlung auf die die Erdoberfläche. Diese Strahlungsenergie wird über ein großes Spektrum auf verschiedene Wellenlängen verteilt, wobei die Hauptintensität im Bereich der Kurzwellen Strahlung liegt. Trifft diese Kurzwellenstrahlung nun auf eine schwarze Oberfläche, wird sie in Wärme umgewandelt. Die schwarze Oberfläche ist in bei Sonnenkollektoren der Absorber, dieser gibt nun die Wärme in Form von langwelliger Strahlung wieder an die Oberhalb des Absorbers angeordnete Glasscheibe ab und es entsteht ein Treibhauseffekt. Dieser Aufheizeffekt ist jedem bekannt der sich schon mal in ein Auto gesetzt hat das lange in der vollen Sonne gestanden hat.

Hier setzen nun die Sonnenkollektoren an und versuchen möglichst viel dieser Wärme als Energie zu nutzen. Eine vollständige Nutzung der Wärmeenergie ist jedoch abhängig von verschiedenen Einflüssen wie Wärmeverluste, Anforderungen des Nutzers bezüglich der erforderlichen Betriebstemperaturen und der vorhandenen Umweltgegebenheiten, wie Strahlungsintensität und Temperatur. Der Wirkungsgrad zur Nutzung von Solarenergie eines Sonnenkollektors, kann von daher nicht als Konstante Größe festgelegt sondern muss je nach Konzeption und Aufbau der Solaranlage jeweils bestimmt werden.

Entscheidend für die Effizienz einer thermischen Solaranlage ist somit nicht der Wirkungsgrad sondern der solare Deckungsgrad der Anlage. Der Solare Deckungsgrad sagt aus wie viel Energie vom Gesamtenergiebedarf des Gebäudes von der Solaranlage erbracht wird. Dabei werden jedoch nicht nur die Sonnenkollektoren berücksichtigt sondern alle Anlagenteile, wie Solarleitungen, Pufferspeicher, Schichtspeicher, Solarregelanlagen und auch die Nutzeranforderungen sowie die klimatischen Bedingungen.

Die Solarkollektoren werden meisten auf den Dächern des Gebäudes und möglichst nach Süden ausgerichtet installiert. Dabei wird unterschieden wird unterschieden und einer Aufdachmontage, bei der die Sonnenkollektoren auf die vorhandene Dachhaut installiert werden und einer Indachmontage bei der die Sonnenkollektoren in die Dachhaut integriert werden. Gerade Flachdächer eignen sich besonders gut, da hier die Ausrichtung der Flachkollektoren besser möglich ist, als bei Schrägdächern. Allerdings sind hier zusätzliche Ständerkonstruktionen notwendig, wie Sie bei der von unserem Ingenieurbüro geplanten Solaranlage sehen können. Auch das Aufhängen der Sonnenkollektoren an Fassaden, hier eignen sich besonders Vakuum-Röhrenkollektoren da der auftreffende Winkel der Sonneneinstrahlung nicht so entscheidend ist, oder die frei Aufstellung im Gelände auf Ständerkonstruktionen sind mögliche Varianten.

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