Der Solarwärme-Checker

Die Solarwärme aus klassischen Sonnenkollektoren kann einen beträchtlichen Beitrag zur Energiewende leisten. Sie ist nicht darauf angewiesen, dass die hohe Politik den Ausbau der Ökostromerzeugung, der Stromnetze und -Speicher ordnet. Denn jede Solarthermieanlage bringt einen eigenen, passend bemessenen Wärmespeicher mit, und die Erzeugung und Speicherung von Ökoenergie steht im Gleichgewicht zum Verbrauch.

Deshalb muss allerdings bei jeder Kollektoranlage bedacht werden, wie hoch der Wärmeverbrauch ist, und wie bei den gegebenen Verhältnissen auf dem Dach und im Heizraum der Kollektor bzw. der Speicher bemessen sein sollte. Dabei gibt es eine beträchtliche Bandweite „richtiger“ Dimensionierungen. Wichtig ist nur, dass der Solarspeicher zur Kollektorfläche passt, wobei der tägliche Warmwasserbedarf ebenfalls eine Rolle spielt.

Der Solarwärme-Checker ist eine einfach nachvollziehbare Tabellenkalkulation (für Microsoft Excel, LibreOffice Calc o. ä.), mit der Interessenten sich selber eine Meinung bilden können, wie groß sie ihre Sonnenkollektoranlage im Rahmen des Sinnvollen machen wollen.

Viele Ratgeber stellen die Frage an den Anfang, ob eine Solaranlage nur zur Wassererwärmung oder auch zum solaren Heizen gewünscht ist. Ohne einige Basisinformationen kann das aber selbst ein Fachmann nicht beantworten, also erst recht nicht der interessierte Laie. Der Solarwärme-Checker fragt zuerst die relevanten Parameter ab und gibt dann die nötigen Hinweise, welche Kollektoranlage auch Wärme in den Heizkreis liefern sollte, oder umgekehrt, welche dafür keine passenden Voraussetzungen mitbringt.

Das Ergebnis der Auslegungsrechnung ist dafür gedacht, einer Anfrage an Energieberater oder Installateure beigelegt zu werden. So können sich die Fachleute schneller orientieren, was machbar und was gewünscht ist.

Download:  Solarwaerme-Checker_Version_1_0_xls.zip (145 kB)

Der implementierte Rechenweg funktioniert ohne Makro-Skripte und ist das Ergebnis von 25 Jahren Praxiserfahrung in der Solarthermie. Die Verwendung der Datei erfolgt aber auf eigene Verantwortung!

Für eventuelle Rückfragen stehe ich gerne zur Verfügung. Sie erreichen mich über die im Impressum genannten Adressdaten.

Exergieoptimierte Frischwarmwassertechnik

Frischwarmwasserstationen, also Trinkwassererwärmer mit Plattenwärmetauscher, die als Durchlauferhitzer mit Heizwasser funktionieren, können inzwischen als Stand der Technik angesehen werden. Frischwarmwassertechnik bietet viele Vorteile:

  • Gradgenaue Erwärmung des Trinkwassers, weitestgehend unabhängig von der aktuellen Speichertemperatur;
  • weniger Verkalkung, da zwischen Kollektorkreis und Trinkwasser der mit Heizwasser gefüllte Pufferspeicher zwischengeschaltet ist;
  • hervorragende Warmwasserhygiene (Schutz vor Legionellen) auch bei großzügig dimensioniertem Speicher;
  • niedrigste Heizwassertemperaturen im Rücklauf für schichtende Speicherentladung und demzufolge optimale Gasbrennwert- bzw. Solarwärmenutzung;

 

Bei Anlagen in Einfamilienhäusern ermöglicht die Regelung des Frischwassersystems auch einen sehr energiesparenden Betrieb der Zirkulationspumpe.

Den Anforderungen des DVGW folgend muss in Mehrfamilienhäusern die Zirkulation wenigstens 16 Stunden pro Tag eine Rücklauftemperatur von 55 °C haben. In vielen Anlagen wird die Zirkulation einfach auf die Kaltwasserzuleitung geschaltet. Dort kommt es zu einer Temperaturvermischung, die zwangsläufig auch die Rücklauftemperatur aus der Frischwarmwasserstation ansteigen lässt. Wenn bei solchen Objekten Sonnenkollektoren installiert sind, bleibt der Ertrag häufig deutlich hinter den Erwartungen zurück.

Die Auftrennung der Trinkwassererwärmung in einen Vorwärmteil mit niedrigen Rücklauftemperaturen und einen von der Zirkulation betroffenen Bereitschaftsteil ist aus Gründen der Trinkwasserhygiene nicht zu empfehlen.

Exergieoptimierte Frischwasserkaskade

Bei der exergieoptimierten Kaskade sind die Frischwasserstationen parallel zueinander geschaltet. In der Kaltwasserleitung zwischen dem ersten und dem weiteren Modul befindet sich ein Trennventil, das bei geringer Zapfung das Kaltwasser nicht zum zweiten durchlässt. Die Zirkulationsleitung wird von der anderen Seite an das zweite Gerät herangeführt. So bleibt das erste Modul getrennt von der hohen Temperatur des Zirkulationsrücklaufs und liefert immer eine niedrige Rücklauftemperatur. Der Rücklauf des kaltwasserseitigen Moduls kann also immer in die kälteste Schicht des Pufferspeichers eingeleitet werden, die Einleitung der Rücklaufleitung des zirkulationsseitigen Moduls erfolgt getrennt davon in wärmere Speicherschichten.

Hohe Zapfraten werden vom Regelmodul des kaltwasserseitigen Gerätes erkannt. Durch Öffnen des Trennventils gelangt Kaltwasser zum zirkulationsseitigen Modul und nutzt dessen Leistungskapazität. Mit äußerst geringem Schaltungsaufwand lassen sich auf diese Weise sehr leistungsstarke Trinkwassererwärmersysteme aufbauen.

Schlüsseltechnik für Energieeffizienz und Solarthermie

Die durch die exergieoptimierte Schaltung der Frischwarmwasserkaskade im Speicher tatsächlich entstehende kalte Zone liefert die Basis für den Betrieb von Sonnenkollektoren im optimalen Wirkungsgradbereich. Ebenso interessant ist die Lösung aber auch für Anlagen in Fernwärmenetzen, für die in den Technischen Anschlussbedingungen eine niedrige Rücklauftemperatur gefordert ist.

Repowering für Sonnenkollektoranlagen

Repowering

ist vor allem aus der Windenergiebranche bekannt und bezeichnet die Erneuerung von Energieerzeugungsanlagen am selben Standort. „Durch die rasante Entwicklung der Technologie (…) ist es in vielen Fällen rentabel, schon vor Ablauf der technischen Lebensdauer alte, kleine Anlagen durch neue, größere zu ersetzen.“ (aus: Wikipedia)

Was für die Erzeugung von Ökostrom richtig ist, kann auch guter Ansatz für Sonnenkollektoranlagen sein, die in die Jahre gekommen sind. „Repowering für Sonnenkollektoranlagen“ weiterlesen