Energie- und Klimaschutzmanagemen
Thermische Solaranlagen
- Solarthermische Anlage
Thermische Solaranlagen wandeln die solare Strahlung der Sonne in Wärme um, die in einem Gebäude genutzt werden kann. Am häufigsten werden sie für die Brauchwarmwasserbereitung, zur Heizungsunterstützung und als Schwimmbadheizungen eingesetzt. Aber auch Prozesswärme können sie erzeugen.
Ein niedrigeres Strahlungsangebot lässt sich ausgleichen, indem man die Solarthermiefläche erweitert.
Dann kann die Anlage auch zur Heizungsunterstützung herangezogen werden. Diese Maßnahme ist empfehlenswert: Der Wirkungsgrad steigt und die Amortisationszeit sinkt.
Wärmebedarf und Solarenergieangebot
Wärme wird hauptsächlich im Winter benötigt, die Sonneneinstrahlung ist jedoch im Sommer am höchsten. Das Angebot an Solarenergie entspricht daher selten dem Bedarf.
Es gibt allerdings Ausnahmen:
- Freibäder
- Campingplätze
- solare Kühlung und
- zum Teil Gastronomie
In diesen Bereichen kann ein Großteil der benötigten Wärme durch Solarthermie gedeckt werden.
In der Gastronomie decken solarthermische Anlagen im Sommer fast den gesamten Bedarf an Warmwasser. Sind sie gut dimensioniert, übernehmen sie auch in der Übergangszeit einen hohen Anteil.
In folgenden kommunalen Liegenschaften ist der Bedarf an Trinkwarmwasser über das Jahr betrachtet kontinuierlich:
- Turnhallen
- Verwaltungsgebäude
- Gastronomie
In allen drei Fällen kann der Verbrauch in den Sommermonaten und den Übergangszeiten zu einem hohen Anteil durch eine ausreichend große solarthermische Anlage übernommen werden. Voraussetzung ist eine gute Planung.
Die Gebäudeheizung arbeitet antizyklisch zum solaren Angebot. Aber auch hier kann eine Solarthermieanlage in den Übergangszeiten ein anderes Heizungssystem unterstützen.
Komponenten und Systeme
Eine thermische Solaranlage besteht im Wesentlichen aus folgenden Komponenten: einem Kollektorfeld, über das die Solarstrahlung aufgenommen wird, einem Wärmespeicher zur Überbrückung der Zeiten ohne Einstrahlung und einer Nachheizeinrichtung, die sich einschaltet, wenn die Solarenergie nicht ausreicht. Die Komponenten müssen aufeinander abgestimmt sein, um einen möglichst hohen Wirkungsgrad zu erzielen.
Kollektortypen
- Kunststoffabsorber, für Schwimmbäder
- Flachkollektoren, für alle Bereiche geeignet, günstig in der Anschaffung
- Vakuumröhrenkollektoren, für alle Bereiche geeignet, teurer als Flachkollektoren, jedoch mit einem höheren Wirkungsgrad
- Wärmekollektoren.
Kollektoren können 400 bis 600 kWh (pro m² und Jahr) erzeugen, Vakuumröhrenkollektoren sogar 20 bis 30 Prozent mehr. In diesem Fall sind die Investitionskosten allerdings höher. Am kostengünstigsten sind Kunststoffabsorber, sie erzielen jedoch die geringsten Erträge.