Sonnenenergie nutzen? Wollen Sie umweltverträglich heizen?
Warmwasseraufbereitung mit Solarenergie? Schwimmbadheizung mit Solar?
Wir zeigen Ihnen wie!
Durch anklicken der verschiedenen Untertitel erhalten sie umfassende Informationen
über die Nutzungsmöglichkeiten von Sonnenenergie
1. Einleitung
2. Sonnenkollektoren-Heute schon rentabel?
3. Funktionsprinzip einer Sonnenenergieanlage
4. Warum eigentlich Sonnenenergie?
Bei diesem Haus wird die Sonnenenergie zur Warmwasseraufbereitung
genutzt. Hierfür sind speziell flache Sonnenkollektoren auf der Südseite
des Daches montiert worden. Das im Kollektorkreislauf erwärmte Wasser
wird zu einem Doppelmantelboiler geführt, der als Speicher und Wärmetauscher
dient. Das Brauchwarmwasser wird hier erwärmt und direkt zu den Verbraucherstellen
geleitet.
Eine solche Sonnenenergie-Anlage kann auch nachträglich eingebaut werden. Ideal ist auch eine Kombination mit einer Schwimmbadheizung.
Sonnenkollektoren Was hat die Umwelt davon, wenn ein Sonnenkollektor installiert wird? Die vom Sonnenkollektor erzeugte Wärme ersetzt entweder Strom, Öl oder Gas.2. Sonnenkolektoren – heute schon rentabel?
Ein Beispiel zeigt auf, dass Warmwasser mit einem Kollektor erzeugt werden kann, ohne dass dies teurer wäre als mit einem gewöhnlichen Elektroboiler.
Immer wieder wird behauptet, Sonnenkollektoren bringen für die Umwelt nichts, da die Herstellung viel Energie benötige. Selbstverständlich braucht die Kollektorherstellung Energie und verursacht Umweltkosten. Diese Umweltkosten sind aber gering. Sie betragen rund 2 Rp. pro kWh erzeugter Sonnenwärme. Diese Umweltkosten liegen weit unter den Wärmegestehungskosten aus Sonnenkollektoren
(25 bis maximal 40 Rp./kWh).
Fazit: Auch wenn die Umweltkosten bei der Erzeugung der Sonnenkollektoren berücksichtigt werden, verteuert sich die Solarwärme nur geringfügig!
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Funktionsprinzip einer
Sonnenenergieanlage
3.1 Funktion bei Standardsystemen
Anhand einer einfachen Standardanlage (Bild B18)
werden die Begriffe und die Arbeitsweise einer Solaranlage erklärt. Die Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme findet in dem Sonnenkollektor statt. Die vom Sonnenkollektor erzeugte Wärme fällt häufig zu einem Zeitpunkt an, zu welchem sie gar nicht gebraucht wird. Deshalb braucht es zwischen dem Kollektor und dem Verbraucher einen Speicher, welcher eine Pufferfunktion übernehmen kann.
Der Wärmetransport vom Kollektor zum Speicher findet mit Hilfe des Kollektorkreislaufes
statt: Zwei Leitungen verbinden Kollektor und Speicher, wobei eine Pumpe
(Bild B19) für die Umwälzung des Wärmeträgermediums sorgt. Der Kollektorkreislauf
ist ein geschlossenes System. Deshalb braucht es ein Expansionsgefäss
(6) und ein Sicherheitsventil (7) sowie eine geeignete Füllvorrichtung
(5) mit zwei Füllhahnen und einem Schieber dazwischen. Das Wärmeträgermedium
ist ein Gemisch aus Wasser und Glykol (Frostschutz). Da das Wärmeträgermedium
nicht das Speichermedium selbst ist, muss ein Wärmetauscher vorgesehen
werden. Nachts ist der Kollektor kälter als der untere Teil des Speichers;
um den Wärmetransport durch Schwerkraft rückwärts zum Kollektor zu un-terbinden,
ist deshalb ein Rückschlagventil (2) im Kollektorkreislauf notwendig.
Die Pumpe (1) darf erst dann eingeschaltet werden, wenn der Kollektor wärmer ist als der untere Teil des Speichers; damit der Wärmetransport stets vom Kollektor zum Speicher (und nicht umgekehrt) stattfindet. Zu diesem Zweck ist eine Regelung installiert. Sie besteht aus einem Temperaturdifferenzregler und zwei Temperaturfühlern (Bild B18). Der Kollektorfühler misst die Temperatur im oberen Teil des Kollektors (und nicht derjenige der Anschlussleitung!). Der Speicherfühler gibt die Temperatur auf der Höhe des Wärmetauschers an. Die Pumpe wird ausgeschaltet, wenn kein Wärmetransport mehr vom Kollektor zum Speicher stattfinden kann, wenn also die Einstrahlung nicht mehr genügt.
Die Sonne scheint – obwohl statistischen Gesetzmässigkeiten unterworfen, – «wenn es ihr passt».
Deshalb braucht es in Raumheizungs- und Wassererwärmungsanlagen ein Aggregat (Zusatzheizung), welches die Versorgungssicherheit bei fehlender Sonneneinstrahlung gewährleistet.
4 Warum eigentlich
Sonnenenergie? 
4.1 Die Sonnenenergie ist unser
LEBENSNERV. Ohne Sonnenstrahlung
gäbe es auf der Erde KEIN Lebewesen!
Also verdanken wir dem ausserirdischen Kernreaktor Sonne: – das Holz der Wälder
– die Kohle-, Erdöl- und Erdgaslager, die während Millionen von Jahren gespeichert wurden
– die Wasserkraft der Seen und Flüsse, welche aus den Wolken, die Sonnenkraft hochgezogen haben, ununterbrochen gespiesen werden und mit menschlicher Intelligenz sekundär in Form von Wärme und Elekrizität zu nutzen verstehen
– die direkt genutzte Sonnenenergie durch Kollektoren.
Die anfallende Energie vom Kernreaktor Sonne ist:
– umweltfreundlich, erzeugt keinen Abfall
– unfall- und strahlungssicher bei intakter Atmosphäre
– ohne Anschaffungs- und Betriebskosten
– in unbegrenzter Menge vorhanden.
Also Grund genug, sich mit Sonnenenergie zu befassen!
4.2 Die Sonnenenergienutzung ist für uns Sanitär- und Heizungsfachleute eine Herausforderung, weil:
– eine Sonnenenergieanlage ist für viele Sanitär- und Heizungsfachleute eine neue Technologie
– für Sonnenenergie ist ein grosses Interesse vorhanden
– Sonnenenergieanlagen sind energetisch wirtschaftlich.
4.3 Die Sonnenenergienutzung hilft, NICHTERNEUERBARE Energie einzusparen!
Um die Sonneneinstrahlung gut zu nutzen, sollte die beschienene Fläche
möglichst senkrecht zur Strahlungsrichtung stehen (Bild B07). Weil sich
die Position der Sonne dauernd ändert, ist das jedoch nicht möglich.
Die Neigung der Fläche wird deshalb möglichst auf die Sonnenhöhe zum Zeitpunkt der stärksten Einstrahlung (Mittagszeit) ausgerichtet. Welche Jahreszeit dazu gewählt wird, hängt vom jährlich verteilten Bedarf ab.
Es muss immer beachtet werden, dass am Kollektorstandort eine Möglichst lange Sonneneinstrahlung gewährleistet ist.
