Häufige Fragen im Bereich Warmwasser
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| Wie ist eine solarthermische Anlage aufgebaut? |
| Solarthermische Anlagen bestehen üblicherweise aus einem Sonnenkollektor, einer Regeleinheit mit Pumpe und einem gut gedämmten Warmwasserspeicher. Im Kollektor sammeln besonders beschichtete Kupferbleche die Solarenergie (lateinisch: Kollektor = Sammler). Unter den Blechen sind Kupferrohre befestigt, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit fließt. Die Regeleinheit mit der Pumpe sorgt dafür, dass die Wärme abtransportiert wird. Im Speicher wird die Wärme dann durch einen Wärmetauscher an das Speicherwasser abgeben. So steht das warme Wasser auch nachts oder an Regentagen zur Verfügung. |
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| Was sind selektive Schichten? |
| Selektive Schichten zeichnen sich dadurch aus, dass sie für das Spektrum der Sonnenstrahlung hohe Absorptionsgrade und gleichzeitig für die langwellige Wärmestrahlung des Absorbers geringe Emissionsgrade aufweisen. Das bedeutet: Ein großer Anteil der Strahlung (> 90%) wird vom Absorber absorbiert und damit in Wärme umgewandelt. Von dieser Wärme wird nur ein kleiner Anteil (< 15%) wieder abgestrahlt (emittiert). |
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| Welche Möglichkeiten zur Entlüftung des Kollektorkreises gibt es und was muss ich jeweils beachten? |
| Eine sinnvolle (und kostengünstige) Alternative stellen Lufttöpfe in Verbindung mit handelsüblichen ganzmetallenen Handentlüftern dar. Ähnlich wie bei den Automatikentlüftern muss nach dem Befüllen von Zeit zu Zeit die angesammelte Luft durch öffnen des Entlüfters bzw. des Kugelhahns vor dem Automatikentlüfter entweichen können. Die Lufttöpfe bestehen im einfachsten Fall aus einem Stück Rohr oder aus vorgefertigten Einheiten. Auf eine sorgfältige Isolierung zur Vermeidung von Wärmeverlusten ist zu achten. |
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| Warum muss ich für den Solarkreislauf hochtemperaturbeständige Isolierung verwenden? |
| Kollektoren erreichen bei vom Regler abgeschalteter oder defekter Pumpe und starker Sonneneinstrahlung Stillstandstemperaturen deutlich über 200°C (Vakuumröhren bis 280°C). Setzt sich nach einem solchen Stillstand die Anlage wieder in Betrieb, können im gesamten Kollektorkreis Temperaturen bis zu 130°C auftreten. Die bei Heizungen übliche Rohrisolierung ist meist nur temperaturbeständig bis ca. 90°C Dauertemperatur, eine Zerstörung also vorprogrammiert. |
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| Was wird unter der "Eigensicherheit von Solaranlagen" verstanden? |
| Eine eigensichere Solaranlage zeichnet sich dadurch aus, dass alle Betriebszustände eigenständig und ohne eingreifende Maßnahmen von Außen durchlaufen werden. Erläuterung anhand eines Fallbeispiels: Der Speicher ist an einem schönen Sommertag auf die im Regler eingestellte Maximaltemperatur geladen (z.B. 65°C). Der Regler schaltet zum Schutz vor Übertemperatur im Speicher die Pumpe außer Betrieb. Da die Wärme im Kollektor jetzt nicht mehr abgeführt werden kann, steigt dessen Temperatur an, bis schließlich die Solarflüssigkeit verdampft. Eigensicher ist die Solaranlage dann, wenn die durch Temperaturerhöhung und die Dampfbildung resultierende Volumenausdehnung der Solarflüssigkeit in Kollektor und Rohrleitung vollständig durch das Ausdehnungsgefäß aufgenommen wird (Andernfalls würde die Volumenausdehnung zu einer Druckerhöhung führen und letztlich zu einem Auslösen des Sicherheitsventil und einem Abblasen eines Teils der Solarflüssigkeit!). Nach Beendigung dieses Betriebszustandes, z.B. durch geringere Einstrahlung und infolgedessen abgekühlten Kollektors, kann das Ausdehnungsgefäß die Solarflüssigkeit wieder in den Kollektorkreis zurückdrücken. Der Regler entscheidet, ob ein weiteres Laden des Speichers möglich ist. |
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| Warum sollte ich bei der Installation von Schraubverbindungen im Kollektorkreis auf Teflonband als Dichtmittel verzichten? |
| Moderne Flachkollektoren können durchaus Stillstandstemperaturen um 200°C erreichen. Deshalb sollte zur Abdichtung von Schraubverbindungen ausschließlich Hanf mit temperatur- und glykolbeständiger Dichtpaste verwendet werden. In der Heizungstechnik verwendetes Teflonband genügt diesen Anforderungen nicht! |
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| Warum sind Schwimmbadabsorber für reine Schwimmbaderwärmung besser geeignet als Hochleistungskollektoren? |
Die Leistungsfähigkeit von Kollektoren wird durch mehrere Werte gekennzeichnet. Unter anderem durch den Konversionsfaktor und die k1- bzw. k2-Werte ist der Kollektorwirkungsgrad bei 0 Kelvin Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Umgebung. Die k-Werte geben die Wärmeverluste bei steigender Absorbertemperatur an; an diesen Werten erkennt man, wie gut der Kollektor wärmegedämmt ist. Schwimmbadabsorber verfügen weder über eine transparente Abdeckung noch über eine Wärmedämmung. Daher sind ihre k-Werte im Vergleich zu den Hochleistungskollektoren zwar wesentlich schlechter, ihr Konversionsfaktor dafür etwas besser. Schwimmbadabsorber arbeiten auf einem niedrigen Temperaturniveau, da das Schwimmbadwasser nicht so stark erwärmt werden muss, wie das Wasser im Speicher bei einer Brauchwasseranlage. Die erhöhten Wärmeverluste kommen damit nicht zum tragen. Daher sind Schwimmbadabsorber für reine Schwimmbaderwärmung besser geeignet als Hochleistungskollektoren. |
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| Kann ich mit einer Solaranlage auch mein Schwimmbad beheizen? |
| Ja. Solaranlagen im Ein/Zweifamilienhaus mit Flach- oder Röhrenkollektoren sind meist so dimensioniert, dass sie in den Sommermonaten mehr Warmwasser zur Verfügung stellen, als die Verbraucher nutzen können. Diese "Überschusswärme" kann an das Schwimmbadwasser abgegeben werden. Besser und kostengünstiger ist es, für die Schwimmbaderwärmung sogenannte Schwimmbadabsorber zu verwenden. Dies sind Kunststoffmatten, welche die Sonnenstrahlung nach dem Prinzip "schwarzer Schlauch auf dem Dach" in Wärme umwandeln. Sie sind wesentlich billiger als Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren und in dem Temperaturbereich, der für die Schwimmbaderwärmung relevant ist, auch effizienter als diese. |
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| Was für Kollektortypen gibt es? |
| Bei der solarthermischen Nutzung kommen folgende Kollektortypen zum Einsatz: 1. Flachkollektoren 2. Vakuumflachkollektoren 3. Vakuumröhrenkollektoren 4. Schwimmbadabsorber |
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| Welche Montagearten gibt es? |
| Sonnenkollektoren lassen sich auf nahezu allen Dachformen installieren. Geschickt eingebaut, sind sie ein echter Blickfang - das Gebäude wird aufgewertet. Zur Auswahl stehen vier Möglichkeiten der Kollektormontage. Die Aufdachmontage, die Indachmontage, die Freiaufstellung und die Fassadenmontage. Bei der Wahl der Montageart spielen neben der für die Kollektoren günstigen Ausrichtung und Neigung auch optische und architektonische Gesichtspunkte eine Rolle. Die Montage einer Solaranlage nimmt in der Regel nicht mehr als zwei bis drei Tage in Anspruch. |
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| Hält mein Dach die zusätzliche Last der Solaranlage überhaupt aus? Die Kollektoren sind doch wegen des Wassers bestimmt sehr schwer? |
| Die Füllmenge von Solarkollektoren liegt bei ca. 0,5 l/m2, ihr Gewicht bei ca. 20kg/m2. Photovoltaikanlagen sind eher leichter. Die Belastung durch die Solaranlage ist damit nicht größer als durch die Dacheindeckung. Welche Aufgabe erfüllt die Absorberbeschichtung? Ein blanker Metallabsorber würde die auftreffende Sonnenstrahlung stark reflektieren und wenig Strahlung in Wärme umwandeln. Um dies zu verhindern wird die Oberfläche beschichtet. Der Absorptionsgrad wird dadurch erhöht und der Reflexionsgrad "alpha" verringert. |
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| Ist mein Haus für eine Solaranlage geeignet? |
| Die Strahlungsintensität in Deutschland ist in allen Regionen des Landes groß genug, um solarthermische Anlagen sinnvoll zu betreiben. Eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete und möglichst schattenfreie Dachfläche mit einer Neigung von 20° bis 60° ist am besten für die Errichtung einer Solaranlage geeignet. Pro Person braucht man hier für die Brauchwasser-Erwärmung 1 bis 1,5 m² Kollektorfläche. Mit einer etwas größeren Kollektorfläche kann auch auf einer West- oder Ostseite der gleiche Energieertrag erzielt werden. Flachdächer eignen sich ebenfalls gut und auch eine Aufstellung im Garten oder eine Wandmontage sind möglich. Der Speicher benötigt eine Stellfläche von etwa 1m² mit ca. 2 m Höhe. |
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| Muss eine Kollektoranlage baulich genehmigt werden? |
| Der Einbau einer Solaranlage bedarf in Deutschland keiner Baugenehmigung. Die Genehmigung bei denkmalgeschützten Gebäuden liegt im Ermessen des Denkmalschutzbeauftragen. Einige Fördermittelgeber verlangen eine städtebauliche Stellungnahme. |
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| Wann sollte eine Solaranlage eingebaut werden? |
| Beim Neubau eines Hauses sind die Bedingungen besonders günstig, weil i.d.R. etwa 20% der Kosten gegenüber einem nachträglichen Einbau eingespart werden können. Wem hier der finanzielle Spielraum fehlt, sollte auf jeden Fall durch richtige Verrohrung und den Einbau eines geeigneten Warmwasser-Speichers eine spätere kostengünstige Installation ermöglichen. Bei bestehenden Gebäuden ist eine anstehende Heizungsmodernisierung oder Dachsanierung günstig. Wenn eine Heizungsmodernisierung oder Maßnamen zur Wärmedämmung mit dem Einbau einer Solaranlage kombiniert werden, winken zudem oft zusätzliche Fördergelder. Eine Nachrüstung von Gebäuden ist jedoch grundsätzlich immer möglich. Suchen Sie hierzu Beratung kompetenter Fachplaner. |
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| Kann ich meinen kompletten Warmwasserbedarf durch Sonnenenergie abdecken? |
| Eine gut geplante Solaranlage kann in unseren Breiten über das Jahr gesehen 60% des Wassers zum Duschen und Waschen erwärmen. Von Mai bis September ist die vollständige Deckung des Warmwasserbedarfs über eine normale Dimensionierung bei 1 bis 1,5 m² Kollektorfläche pro Person kein Problem. Um eine vollständige solare Warmwasserversorgung auch im Winter zu erreichen, müsste man die Kollektorfläche vervielfachen. Angesichts der Kosten und der Überschussenergie im Sommer ist dies nicht immer sinnvoll. Im Winter dient die Solaranlage deshalb meist nur der Vorerwärmung des Kaltwassers, der Rest kommt von der konventionellen Heizung. |
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| Kann ich mit einer Solarkollektoranlage auch Heizen? |
| Immer mehr Deutsche nutzen solare Wärme auch für die Heizung der eigenen vier Wände. Kombinierte Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung können im Frühjahr und Herbst das Haus mit Wärme versorgen und im Winter den Heizkessel unterstützen. Solarwärmeanlagen zur Heizungsunterstützung haben eine größere Kollektorfläche als Anlagen, die nur der Warmwasserbereitung dienen. Sie verfügen zudem über einen speziellen Speicher. Besonders effizient arbeiten Solaranlagen zur Heizungsunterstützung in Häusern, die mit modernen Heizungsanlagen und einer guten Wärmedämmung ausgestattet sind. |
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| Wie hoch ist die Lebensdauer einer Solaranlage? |
| Qualitativ hochwertige Solaranlagen können noch nach über 30 Jahren Wärme produzieren. Auf die Funktionsfähigkeit der einzelnen Komponenten einer Solaranlage geben viele Hersteller eine mehrjährige Garantie. |
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| Wie teuer ist eine solarthermische Anlage? |
| Die Preise für eine Anlage mit Flachkollektoren für einen 4-Personen-Haushalt liegen zwischen 4.000 und 6.000 Euro inklusive Montage. Wenn zusätzlich eine Heizungsunterstützung gewünscht wird, liegen die Preise bei etwa 8.500 bis 10.000 Euro. Vakuumröhrenkollektoren sind etwa um 30% teurer als Flachkollektoren. Diese Preise gelten für alle erforderlichen Komponenten inklusive Montage und Mehrwertsteuer. Nach starken Kostensenkungen in den letzten zehn Jahren wird erwartet, dass sich die Preise für solarthermische Anlagen in den nächsten Jahren kaum noch verringern werden. Staatliche Zuschüsse reduzieren schon heute die Investitionskosten. Banken bieten Finanzierungen zu attraktiven Konditionen. Warten lohnt somit nicht. |
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| Wie hoch ist der Betriebs- und Wartungsaufwand? |
| Die Betriebs- und Wartungskosten für Solaranlagen sind relativ gering. Wie andere technische Anlagen sollten jedoch auch Solaranlagen regelmäßig überprüft und gewartet werden. Bei Solarwärmeanlagen kann dies kostengünstig mit der jährlichen Wartung des Heizkessels verbunden werden. Es empfiehlt sich zudem der Einbau einer Wärmemengenerfassung, um die Funktionsfähigkeit der Solaranlage selbst überprüfen zu können. Es gibt Geräte, die ohne hohe Mehrkosten eine Erfassung der Wärmemenge erlauben. Ihre Solaranlage wird eine regelmäßige Wartung mit hohen Erträgen und damit erheblichen Spareffekten belohnen. |
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| Was ist der Unterschied zwischen Photovoltaik und Solarthermie? |
| Die Strahlung der Sonne kann unter anderem für zwei Anwendungsfälle genutzt werden: Zur Stromerzeugung -> Photovoltaik Zur Warmwassergewinnung -> Solarthermie Bei der photovoltaischen Anwendung wird die Sonnenstrahlung von Solarzellen direkt in elektrische Energie umgewandelt. Bei der solarthermischen Nutzung wird die Sonnenstrahlung von Kollektoren eingefangen und in Wärme umgewandelt. |
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