Anwendungsbereiche der Solarthermie

Vorteile einer Solarheizung

• Solaranlagen können die Warmwasserbereitung in jedem Haushalt sinnvoll unterstützen. Anders als bei der Heizung, ist der Bedarf an warmem Wasser über das Jahr betrachtet nahezu konstant. Das Prinzip der Warmwasserbereitung durch die Sonne ist einfach: Die Sonnenenergie wird mittels

  sehr einfacher Methoden eingefangen: den Voll-Vakuumröhrenkollektoren. Diese erwirtschaften auch im Winter hohe Erträge.
  
  Was muss bei der Planung beachtet werden?
  Bei der Planung einer Warmwasseranlage muss der Bedarf gut abgeschätzt werden. Hat man nicht die Möglichkeit im Haushalt über ein Messgerät den Warmwasserbedarf abzulesen, kann man von einem Bedarf von 30 l – 50 l pro Person am Tag ausgehen. Auch der Verbrauch von Wasch- und Spülmaschine sollte mit einberechnet werden, da diese ebenfalls mit Warmwasser aus der Solaranlage betrieben werden können und somit weniger Strom verbrauchen. Als Dimensionierung der Voll-Vakuumröhrenkollektoren rechnet man pro Person mit 0,9 m² bis 1,2 m² Kollektorfläche. Beim Einsatz von 100° Röhren kann man immer von mindestens 30 Röhren ausgehen. Damit ist die Deckung deutlich höher, eine Gefahr der Überhitzung besteht bei diesen Röhren nicht.
  
  Neben dem Warmwasserbedarf gilt es weiterhin, die Speicherart und -größe zu beachten, da diese eine wichtige Rolle für die Wirtschaftlichkeit des Solarsystems spielt. Im Durchschnitt beträgt die Größe eines solaren Warmwasserspeichers für einen Vierpersonenhaushalt 300 l – 600 l. Am besten ist ein reiner Pufferspeicher mit Frischwasserstation. Hygienespeicher sind ebenfalls sinnvoll, da sie im Durchlaufprinzip das Wasser erwärmen. Reine Trinkwasserspeicher sind wegen der Legionellengefahr nicht zu empfehlen. Bei der Kombination mit einer solaren Heizungsunterstützung sind Pufferspeicher mit angeschlossener Frischwasserstation die effektivste und sauberste Lösung.
  
  Was wird eingespart?
  Da mit einer hocheffizienten Röhrenkollektoranlage sowohl in der Übergangszeit als auch im Winter Warmwasser zubereitet werden kann, kann ein großer Teil der Heizkosten für die Warmwasserbereitung gespart werden.

• Nahwärmenetze in Wohnsiedlungen, Gemeinden oder Bioenergiedörfern bieten die Möglichkeit, dezentral erzeugte Wärmeenergie zum Verbraucher zu transportieren. Nahwärmesysteme weisen eine hohe Energieeffizienz bei hoher regionaler Wertschöpfung in der Region auf. Oft werden die

  Heizsysteme mit Biomasse betrieben, die es mit sich bringt, dass dauerhaft Personal beschäftigt wird. Während Nahwärmesysteme bisher hauptsächlich mit Biogasheizkraftwerken, Biomasseheizwerken oder Blockheizkraftwerken betrieben wurden, kommt jetzt die 100%ige Versorgung von Bioenergiedörfern mit Solarthermie in die Wirtschaftlichkeit. Dabei spielt die Größe saisonaler Wärmespeicher (Heißwasser-Wärmespeicher) eine entscheidende Rolle. Die Speichergrößen in den solaren Nahwärmekonzepten zur vollen Deckung des ganzjährigen Wärmebedarfs variieren von 1.000 m³ bis 12.000 m³

  
  Was sind die Vorteile?

  • Versorgung von Wohngebieten oder großen Wärmeverbrauchern
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  • bis zu 100% solare Wärmeversorgung
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  • sehr große Pufferspeicher mit geringen Abstrahlungsverlusten
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  • Realisierung einer bisher nicht erreichten Wirtschaftlichkeit
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  • klimafreundliche, ökologische Technologie
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  • Energieautarkie, Versorgungssicherheit und Betriebssicherheit
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  • Wärmegestehungskosten betragen bei der Nutzung des MEGA-Kollektors 30 bis 40 € pro MWh

• Solare Prozesswärme wird in vielen Bereichen der Industrie benötigt. In privaten Haushalten gehört die Nutzung der Solarenergie fast schon zum Standard. Die Industrie hingegen hält sich diesbezüglich noch etwas zurück. Obwohl gerade die großen Energienutzer, wie Landwirtschaft, Industrie

  und Gewerbe, viel zur Energiewende beitragen könnten, denn die Industrie ist für ca. 70 % des gesamten Energieverbrauchs verantwortlich. Gerade der industrielle Bereich ist ein attraktives Anwendungsgebiet, da hier Niedrig- und Mitteltemperaturprozesse (kleiner 190 ° C) stattfinden. Durch den Einsatz einer Solarthermie Anlage kann hier ein Großteil der Endenergie für industrielle Prozesse solar erzeugt werden. Eingesetzt wird solare Prozesswärme in Bereichen mit großem Wärmebedarf, wie zum Beispiel in Brauereien, Großwäschereien und Lackierereien, sowie auch in der Landwirtschaft. Hier wird die Prozesswärme für verschiedene Fertigungsprozesse genutzt: Trocknen, Aushärten, Waschen, Spülen, Sterilisieren. Prozesswärme kann aber auch zur Meerwasserentsalzung und durch Kopplung mit einer eingesetzten Kältemaschine zum Kühlen verwendet werden.
  
  Was muss bei der Planung beachtet werden?
  Je nachdem welches Einsatzgebiet man wählt, werden unterschiedliche Temperaturen benötigt und unterschiedliche Anlagendimensionierungen vorausgesetzt. Da Anlagen zur Prozesswärmegewinnung viel größer als Anlagen zur Heizungsunterstützung sind, wird hier mehr Platz benötigt. Wer sich für eine Solaranlage zur Prozesswärmegewinnung entscheidet, kann einen Zuschuss beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle beantragen. Dieser beträgt bei Anlagen zwischen 20 m² und 1000 m² derzeit 50 % der Nettoinvestitionskosten. Für kleinere Anlagen bis 20 m² beträgt die Förderung 140 € pro Quadratmeter mindestens 2.000 Euro.
  
  Da der Wirkungsgrad bei steigenden Temperaturen abnimmt, sind Prozesse im Niedrig- und Mitteltemperatursegment von Vorteil. Um Mängel bei den Fertigungsprozessen durch tages- oder jahreszeitliche Schwankungen zu vermeiden, werden große Speichersysteme verwendet. Natürlich muss eine konventionelle Heizung weiterhin beibehalten werden, um, abgesehen vom Speicher, weiterhin über eine Reservekapazität zu verfügen. Optimale Voraussetzung ist, wenn der Wärmebedarf und das solare Angebot zeitlich übereinstimmen. Dies trifft häufig auf solare Kühlung oder Klimatisierung und Anwendern mit Tagesbetrieb zu.

• Solares Heizen ist eine der beliebtesten Anwendungsbereiche der Solarthermie und am weitesten bekannt, sowohl im privaten Haushalt als auch im Gewerbe. Häufig wird das solare Heizen in Kombination mit der Warmwasserbereitung angewendet. Das reine Heizen bildet eher einen Ausnahmefall.

  
  Was muss bei der Planung beachtet werden?
  Wer sich eine Solaranlage anschaffen möchte, sollte im Vorfeld den genauen Wärmebedarf des Hauses kennen. Dies kann beispielsweise über den durchschnittlichen jährlichen Bedarf an Brennstoffen wie Öl, Holz und Pellets oder über die Endabrechnung des Energielieferanten ermittelt werden. Im Vergleich zu Solarsystemen zur Warmwasserbereitung, benötigen Anlagen zum solaren Heizen größere Installationsflächen. Abhängig von den oben genannten Faktoren bedarf es für die reine Heizungsunterstützung durchschnittlich etwa 4 m² Kollektorfläche (20 – 30 Röhren). Für die Anwendung in Kombination mit der Warmwasserzubereitung beträgt die Größe einer förderfähigen Solaranlage mindestens 7 m² (ca. 50 Röhren). Mit einer solchen solarthermischen Anlage wird ein Deckungsgrad von bis zu 30 % erreicht. Anlagen zur Heizungsunterstützung lassen sich mit allen anderen Brennstoffen kombinieren und ergänzen.
  
  Wichtig ist hierbei: Erst wenn der Bedarf nicht mehr durch die Kollektoren gedeckt wird, schaltet sich die andere Technik zu. Es geschieht nichts manuell, sondern stets automatisch. Die durchschnittliche Speichergröße für eine Solarheizung unterscheidet sich kaum von der sonst üblichen Größe für Heizungswasser mit etwa 600 l – 800 l. Es werden 100 l Speichervolumen / m² Kollektorfläche benötigt. Jedoch gibt es in der Bauweise einen wichtigen Unterschied, da ein Speicher für ein Solarsystem einen Wärmetauscher für den Solarkreislauf enthalten muss. Bei kombinierten Solaranlagen wird ein Kombispeicher verwendet, welcher jeweils einen Wärmetauscher für den Heizkreislauf sowie einen für das Warmwasser, enthält.
  
  Was wird eingespart?
  Im Durchschnitt kann mit einer Solaranlage in einem Jahr ca. 1/3 des Bedarfs an Heizungswärme abgedeckt werden. Gerade in der Übergangszeit profitiert man von einer Solarheizung, da oft auf die Zuschaltung der konventionellen Heizung verzichtet werden kann.
  
  Geht zu 100 % solares Heizen?
  Möchte man mit einem „Sonnenhaus“ ohne jegliche zusätzliche Brennstoffe heizen, muss die solarthermische Anlage wesentlich größer dimensioniert werden. Benötigt werden pro m² Wohnfläche je ein m² Kollektorfläche. Weiterhin muss die Speichergröße so ausgelegt werden, dass die Sonnenwärme über alle Jahreszeiten gespeichert werden kann. Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Dämmung, da es mindestens eine Dämmung, die mindestens nach KfW 40-Standard ausgestattet ist, benötigt wird. Die komplette Beheizung eines Altbaus mit Solarwärme wäre ansonsten unmöglich, da der Wärmeverlust aufgrund der fehlenden bzw. zu geringen Isolierung zu groß sein würde.

• Die Sonnenstrahlen, die auf die Erde auftreffen, können durch eine solarthermische Anlage in Wärme umgewandelt werden. Diese Wärme wird meistens für die Brauchwassererwärmung und zum solaren Heizen genutzt. Sie ist aber auch ideal um Schwimmbäder und Pools zu beheizen.

  Eine solare Poolheizung kann die Badesaison gerade bei Außenpools verlängern. Der Wärmebedarf bei kleinen Pools kann mit einer Poolheizung gedeckt werden. Für ein Schwimmbad hingegen, das ganzjährig genutzt wird, reicht die Solarenergie nicht aus, um die gewünschte Temperatur zu erreichen. Gerade in der Übergangszeit und im Winter ist eine zusätzliche Wärmequelle erforderlich. Trotzdem können die Heizkosten durch den Einsatz einer solaren Poolheizung merkbar gesenkt werden. Sind Sie am Thema Solare Poolheizung interessiert? Dann können Sie hier eine kostenlose Beratung anfordern!
  
  Anforderungen und Flächenbedarf der Poolheizung
  Eine solare Poolheizung hat nur geringe Anforderungen. Im Gegensatz zu thermischen Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und Raumheizung, muss die Poolheizung das Wasser höchstens auf ca. 25 °C erwärmen. Setzt man die Kollektoren nur für die Poolheizung ein, wird bis auf zwei Pumpen und einem Wärmetauscher nichts weiter benötigt.
  
  Eine Pumpe sorgt für die Zirkulation des Wassers vom Kollektor zum Wärmetauscher und wieder zurück. Die andere Pumpe pumpt das Poolwasser zum Wärmetauscher. Da der Pool bereits als Warmwasserspeicher dient, entfällt die Anschaffung eines Speichers.
  
  Je größer der Pool ist, umso mehr Kollektorfläche wird benötigt. Als Richtwert für die Kollektorgröße kann man sagen, dass pro Quadratmeter Beckenoberfläche 0,5 bis 0,8 Quadratmeter Bruttokollektorfläche benötigt werden. Die Kollektoren lassen sich als Sichtschutz um den Pool aufstellen, auf einem Flachdach, Schrägdach oder an der Fassade montieren.