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Solarthermie
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Wissenswertes zum Thema
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Was wird gefördert, wer fördert, ....
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Vorschriften, Verordnungen, ...
Solarthermie
Fachwissen
Quelle: Viessmann
Fachwissen
Solarthermie
- Solarthermieanlagen wandeln Sonnenenergie in Wärme um.
- Photovoltaikanlagen erzeugen aus Sonnenlicht elektrischen Strom.
Diesen Effekt kennen Sie alle:
Liegt ein Gartenschlauch lange in der Sonne, wird nach einiger Zeit dessen Wasser heiß.
Der Solarkollektor in einer Solaranlage funktioniert nach demselben Prinzip.
Er wandelt die vorhandene Sonneneinstrahlung in Wärme um.
(Lord Norman Foster)
Fachwissen
Ist mein Dach für eine Solaranlage geeignet?
Ein ideales Dach für eine Solaranlage ist Richtung Süden ausgerichtet, die optimale Dachneigung ist abhängig vom Verwendungszweck der Solaranlage.
Den Einfluss der Neigung und Ausrichtung auf den Ertrag zeigen die folgenden Grafiken auf.
In Deutschland ist neben der direkten Sonnenstrahlung auch ein hoher Anteil an diffuser Strahlung vorhanden.
Aufgrund dessen sind auch Dächer mit einer Abweichung von der optimalen Dachneigung noch für die Solarheizung geeignet.
Jahresmittel der täglichen Globalstrahlung für Würzburg
Optimale Kollektorneigungen
Anwendung | Kollektorneigung |
---|---|
Schwimmbaderwärmung | 0-30° |
Warmwasser | 20-40° |
Heizungsunterstützung | 32-52° |
Heizungsunterstützung (hoher Deckungsbeitrag) | 52-90° |
Auslegung einer Solaranlage
Der Verwendungszweck bestimmt die Größe einer Solaranlage.
Warmwasser
Mit einem Nomogramm lässt sich eine Solaranlage für Warmwasser überschlägig dimensionieren
Beispiel
- 4 Personen
- Warmwasserbedarf 40 Liter / Tag
- 60% des Warmwassers sollen von der Sonne erzeugt werden (Deckungsgrad)
- Standort: Norddeutschland
- Dach nach Süden ausgerichtet
- Dachneigung 40o
Ergebnis
- Speichervolumen 300 Liter
- min. 5,3 m2Flachkollektor
Heizungsunterstützung
Überschlägig rechnet man (abhängig vom Kollektortyp) nach folgenden Formeln
- Flachkollektor Wohnfläche [m2] x 0,07 = Kollektorfläche [m2]
- Röhrenkollektor Wohnfläche [m2] x 0,05 = Kollektorfläche [m2]
Kollektorfläche gesamt
Fläche Heizungsunterstützung + Fläche Warmwasser = Gesamtfläche
Fachwissen
Komponenten einer Solaranlage
Eine Solarthermieanlage besteht aus
- Kollektor (Flach- oder Röhrenkollektor)
- Rohrleitungen (verbinden die Kollektoren über die Solarstation mit dem Speicher)
- Solarflüssigkeit (transportiert die Wärme in den Rohrleitungen zum Speicher)
- Umwälzpumpe (wälzt die Solarflüssigkeit um)
- Armaturen (zum Befüllen, Entleeren und Entlüften)
- Sicherheitseinrichtungen (Sicherheitsventil, Druckanzeige, Ausdehnungsgefäß)
- Solarspeicher (Trinkwasser-, Pufferspeicher)
Kollektoren
Flachkollektoren
Ein Flachkollektor oder Vakuum Flachkollektor kann bis zu 82 % der Energie der Sonne in Wärme umwandeln.
Die thermischen Verluste des Kollektors sind vergleichsweise gering.
Durch den günstigen Preisaufgrund des einfachen Aufbaus wird der Flachkollektor in der Solarthermie vor allem bei der Warmwassererzeugung am häufigsten eingesetzt.
Röhrenkollektoren
Der Wirkungsgrad eines Röhrenkollektors ist bis zu 30 % höher als der des Flachkollektors.
Die aufwändigere Herstellung schlägt sich auch im Preis nieder.
PVT-Kollektoren
Eine Sonderform der Solarthermie sind Kollektoren die Strom und Wärme in einem Modul erzeugen. Diese werden als Wärmequelle einer Sole-Wärmepumpe eingesetzt.
Im Bild oben als 2Power-Module bezeichnet.
Rohrleitungen
Die Verbindung zwischen dem Kollektorfeld und dem Speicher wird durch ein gut isoliertes (Spezialisolierung) Rohrleitungssystem aus glatten Kupferrohren oder Edelstahlwellrohr ausgeführt.
Solarflüssigkeit
Eigentlich wäre Wasser das beste Medium um Wärme zu übertragen.
Bei üblichen Betriebstemperaturen von ca. -20oC bis 80oC ist Wasser jedoch nicht geeignet.
Deshalb werden in Solaranlagen Gemische aus Wasser und Glykolverwendet.
Solarstation
In der Solarstation sollte eine elektrisch hocheffiziente Umwälzpumpe eingebaut sein.
Der Tausch einer vorhandenen Pumpe gegen eine Hocheffizienzpumpe ist oft nicht möglich, da die Solarregelung diese meist nicht ansteuern kann.
Solarspeicher
Die solare Wärmeenergie wird in einem Speicher eingelagert.
Die Größe dessen ermittelt man nach der Formel
Kollektorfläche x 50 bis 70 Liter = Volumen des Speichers [Liter]
Die Trinkwasserbereitung sollte hygienisch einwandfrei (legionellenfrei) erfolgen.
Ausdehnungsgefäß
Eine der sensibelsten Komponenten einer Solaranlage ist das Membranausdehnungsgefäß (MAG).
Dieses ist für die Eigensicherheit der Anlage verantwortlich. Während eines Urlaubs, Stromausfalls oder bei nicht benötigter Heizungsunterstützung in den warmen Monaten verhindert das MAG, dass die Anlage nicht zerstört wird.
In jeder Solaranlage entsteht durch die hohen Temperaturen im Kollektor Dampf.
Diesen aufzunehmen ist nicht Aufgabe eines MAG, dazu wird ein Vorschaltbehälter in größeren Anlagen eingesetzt.
Solarregelung
Die Intelligenz der Solaranlage sitzt in der Regelung.
Diese vergleicht über Fühler im Kollektor und im Speicher die Temperatur und steuert die Umwälzpumpe.
Planung
Mit dem kostenlosen Onlinerechner T-SOL können Sie ihre thermische Solaranlage selbst berechnen.
Solarthermie
Förderungen
Bundesförderung effiziente Gebäude - Einzelmaßnahme (BEG EM)
Es werden grundsätzlich alle Maßnahmen gefördert, die unmittelbar für die Ausführung und Funktionstüchtigkeit erforderlich sind. Dies umfasst das Material
sowie den fachgerechten Einbau.
Bauteile, die Strom aus erneuerbaren Energien erzeugen und nicht durch das EEG gefördert werden, sind förderfähig, sofern sie lediglich im Rahmen der Wiederherstellung der Funktionalität des Gebäudes eingebaut werden und die jeweils relevanten TMA erfüllen (z. B. Solardachziegel zur Wiederherstellung des Daches im Rahmen einer energetischen Dachdämmung, Indach-PV, Fenster mit integrierter Solarstromerzeugung). Es werden sowohl die Baukosten für das Außenbauteil als auch notwendige Komponenten des Stromverteilungssystems bei den förderfähigen Kosten angerechnet.
Förderfähige Leistungen
Weitere Infos auf der Seite Heizung
Technische Mindestanforderungen
§ 35c EStG
Einkommensteuergesetz (EStG)
§ 35c Steuerermäßigung für energetische Maßnahmen bei zu eigenen Wohnzwecken genutzten Gebäuden
- Wärmedämmung von Wänden,
- Wärmedämmung von Dachflächen,
- Wärmedämmung von Geschossdecken,
- Erneuerung der Fenster oder Außentüren,
- Erneuerung oder Einbau einer Lüftungsanlage,
- Erneuerung der Heizungsanlage,
- Einbau von digitalen Systemen zur energetischen Betriebs- und Verbrauchsoptimierung und
- Optimierung bestehender Heizungsanlagen, sofern diese älter als zwei Jahre sind.
- der Steuerpflichtige für die Aufwendungen eine Rechnung erhalten hat, die die förderungsfähigen energetischen Maßnahmen, die Arbeitsleistung des Fachunternehmens und die Adresse des begünstigten Objekts ausweisen, und die in deutscher Sprache ausgefertigt ist und
- die Zahlung auf das Konto des Erbringers der Leistung erfolgt ist.
Solarthermie
Referenzen
Solarthermie für Warmwasser
Kundenprojekt
Solarthermie
Effizienzhaus 70
Solarthermie
Recht
Neubau
Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich (Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz– EEWärmeG)
§3 Nutzungspflicht
Die Eigentümer von Gebäuden … die neu errichtet werden, … müssen den Wärmeenergiebedarf durch die anteilige Nutzung von Erneuerbaren Energien nach Maßgabe der §§ 5 und 6 decken.
Die Länder können eine Pflicht zur Nutzung von Erneuerbaren Energien bei bereits errichteten Gebäuden festlegen.
§5 Anteil Erneuerbarer Energien
Bei Nutzung von solarer Strahlungsenergie nach Maßgabe der Nummer I der Anlage zu diesem Gesetz wird die Pflicht nach § 3 Abs. 1 dadurch erfüllt, dass derWärmeenergiebedarf zu mindestens 15 Prozent hierausgedeckt wird.
§7 Ersatzmaßnahmen
Die Nutzung von erneuerbaren Energien kann durch bestimmte Ersatzmaßnahmen erfüllt werden, wie eine besonders gute Gebäudedämmung, der Anschluss an ein Wärmenetz oder die Nutzung von KWK-Anlagen.
Anlage
Anforderungen an die Nutzung von Erneuerbaren Energien, Abwärme
Sofern solare Strahlungsenergie durch Solarkollektoren genutzt wird, gilt der Mindestanteil nach § 5 Abs. 1 als erfüllt, wenn
- bei Wohngebäuden mit höchstens zwei Wohnungen
Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,04 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche und - bei Wohngebäuden mit mehr als zwei Wohnungen
Solarkollektoren mit einer Fläche von mindestens 0,03 Quadratmetern Aperturfläche je Quadratmeter Nutzfläche
installiert werden; die Länder können insoweit höhere Mindestflächen festlegen.
Bestand
Erneuerbare-Wärme-Gesetz Baden-Württemberg (EWärmeG)
Seit 1. Januar 2010 muss bei einem Heizanlagenaustausch in Wohngebäuden 10 Prozent der Wärme mit erneuerbaren Energien erzeugt werden. Sie haben die Wahl zwischen Solarenergie, Pellets oder Holzheizung, Bioöl oder Biogas und Wärmepumpen.