Sonnenstrom – Sonnenwärme

Sonnenstrom

Das Sonnenlicht wird in den Solarmodulen in Gleichstrom umgewandelt. Ein Wechselrichter wandelt diesen in Wechselstrom um, so wie es das Stromnetz erfordert. Ein Einspeisezähler erfasst dabei die produzierte Strommenge. Der Strom kann im eigenen Haus verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Wenn die Solaranlage keinen Strom liefert – zum Beispiel nachts – wird Energie aus dem öffentlichen Netz bezogen. Im Idealfall werden die Solarmodule nach Süden und mit einer Neigung von 35 Grad ausgerichtet. Hier kann man sehen und berechnen, wie viel Strom eine Solaranlage auf Ihrem eigenen Dach erzeugen würde.

Sonnenstrom

 

 

 

 

Photovoltaik ist die Lösung

In Österreich und Deutschland gibt es jährlich rund 1.300 bis 2.000 Sonnenstunden. Photovoltaikanlagen fangen die Sonnenstrahlen ein und wandeln sie in sauberen Strom um – ganz ohne Schadstoffe zu erzeugen. Bei optimaler Ausrichtung genügt dann eine Fläche von 35 Quadratmetern um rund 3.600 Kilowattstunden Strom pro Jahr zu erzeugen. Das entspricht dem Jahresdurchschnittsverbrauch einer vierköpfigen Familie.

Passivhaus

 

Sonnenwärme

Die Strahlen von der Sonne erwärmen die Solarkollektoren. Diese geben die Wärme an ein Solarfluid ab, dessen Wärme über einen Wärmetauscher an Heiz- und Trinkwasser übertragen wird. Wenn die Temperatur im Kollektor eine bestimmte Schwelle übersteigt, wird die erwärmte Flüssigkeit von einer Pumpe zum Warmwasserspeicher transportiert. Ein Wärmetauscher im Speicher überträgt die Wärme direkt auf das Trinkwasser. So duscht und badet man auch mit Sonnenenergie, wenn die Sonne einmal nicht scheint. Mit einem Kombispeicher kann die Beheizung der Wohnräume mit Sonnenenergie unterstützt werden. Je mehr Solarkollektoren man hat, desto mehr Sonnenwärme kann man gewinnen und speichern.

Die Sonne – Eine unerschöpfliche Energiequelle

Mit einer Solaranlage wird die unerschöpfliche Energiequelle der Sonne angezapft und genutzt: zum Heizen, für die Trinkwassererwärmung und bei Bedarf auch um das Wasser im eigenen Pool zu erwärmen. Der Einsatz lohnt sich auch für die Umwelt. Man spart wertvolle Energie und dadurch Heizkosten. Bei einer Kollektorfläche von sechs Quadratmetern vermeidet man bereits die Freisetzung von bis zu 1.000 Kilogramm Kohlendioxid pro Jahr. Die Kollektoren können sowohl bei einem Neubau als auch bei einem bestehenden Haus angebracht werden.

 Solare Warmwasserbereitung im Einfamilienhausbereich

Jeder Haushalt hat einen Warmwasserbedarf, der zum Beispiel zum Duschen und Baden etc. verwendet wird. Dieses Warmwasser wird in der Regel konventionell mit Durchlauferhitzern (Strom, Gas) oder auch über Zentralheizungen (Gas, Öl, Holz) erzeugt. Die Bedarfsmenge ist abhängig von der Personenzahl und dem individuellen Verbrauchsverhalten. Für einen 4 Personenhaushalt kann man im Durchschnitt rund 120 bis 200 Liter Warmwasserbedarf pro Tag annehmen.

Dieser Bedarf kann zu einem großen Teil über eine thermische Solaranlage gedeckt werden (40 – 60%). Dies geschieht mit der Verwendung von Kollektoren und solaren Warmwasserspeichern.

Bei den Kollektoren unterscheidet man zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. In der Praxis werden zu mehr als 90% Flachkollektoren eingesetzt, diese sind in der Regel wirtschaftlicher. Bei der Montage unterscheidet man zwischen der Aufdachmontage (oberhalb der Dachziegel), der Indachmontage (Kollektoren statt Dachziegel) und der Flachdachmontage (Aufständerung).

Der solare Warmwasserspeicher unterscheidet sich von konventionellen Warmwasserspeichern durch seine Größe (mehr Inhalt, dadurch mehr Speichermöglichkeit für solare Energie bei “schönem” Wetter) und einem zusätzlichen Wärmetauscher. Dieser erwärmt das Kaltwasser durch die Solaranlage. Das erwärmte Kaltwasser wird über die konventionelle Heizung durch einen Temperaturfühler gemessen und bei Bedarf auf die gewünschte Warmwassertemperatur nachgeheizt.

Man kann davon ausgehen, dass rund vier bis fünf Monate im Jahr der Warmwasserbedarf allein von der Solaranlage gedeckt wird (April/Mai bis August/September). In dieser Zeit kann man den Heizkessel komplett abschalten. Das spart nicht nur Energie, sondern schont auch den Heizkessel und verlängert dessen Lebensdauer.

Zur Wirtschaftlichkeit dieser Solaranlagen kann gesagt werden, dass unter der Vorrausetzung der fachlich qualifizierten Planung & Umsetzung die meisten Anlagen innerhalb ihrer Lebensdauer  wirtschaftlich arbeiten werden.

Kollektorfläche Trinkwassererwärmung 2-4 Personen

Kollektorfläche Trinkwassererwärmung 2-4 Personen

Kollektorfläche Trinkwassererwärmung 5-6 Personen

Kollektorfläche Trinkwassererwärmung 5-6 Personen

Funktionsschema einer Trinkwassererwärmung

Funktionsschema einer Trinkwassererwärmung

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Treffen Sonnenstrahlen auf den Kollektor, dann geben sie fast 80% ihrer Energie an den Absorber (Kollektorbestandteil) ab. Die erwärmte Solarflüssigkeit (Wasser- / Frostschutzmittelgemisch) wird mit einer Umwälzpumpe in den unteren Wärmetauscher des Speichers gepumpt. Dort gibt sie ihre Wärme an das kalte Brauchwasser im Speicher ab. Das Brauchwasser erwärmt sich dadurch, steigt im Speicher nach oben und kann dann z.B. zum Duschen verwendet werden. Eine Temperaturdifferenz-Regelung setzt die Umwälzpumpe im Solarkreislauf nur dann in Gang, wenn die Kollektortemperatur 5°C über der unteren Speichertemperatur (Kaltwasserbereich) liegt. Sinkt die Temperaturdifferenz unter 2°C, schaltet die Pumpe wieder ab.
Reicht die Solarenergie nicht aus, wie z.B. im Winter, dann wird die gewünschte Brauchwassertemperatur automatisch von der konventionellen Heizung im oberen Speicherbereich  auf die gewünschte Temperatur gebracht(so kann die Solaranlage auch im Winter noch niedrige Temperaturen an das Kaltwasser im unteren Speicherbereich abgeben).
Wichtig: Der Speicher ist ein sogenannter Schichtenspeicher, er nutzt das physikalische Gesetz aus, das kaltes Wasser schwerer ist als warmes.

Hinterlasse eine Antwort