Klawonn und Lüer

Solaranlagen

Haus mit Solaranlage

Seit jeher nutzen wir die Wärme der Sonne. Im Sommer erwärmt sie unsere Gebäude direkt, während wir im Winter gespeicherte Sonnenenergie in Form von Holz, Kohle, Öl und Gas für unsere Gebäude- und Trinkwassererwärmung nutzen.

Zur Schonung der Brennstoffvorräte, die die Natur im Laufe von Jahrmillionen angesammelt hat, hat die Heiztechnikbranche konsequente Wege beschritten, die einen verantwortungsvollen Umgang mit diesen Ressourcen ermöglichen.

Eine sinnvolle Ergänzung dieses Bestrebens stellt die direkte Nutzung der Sonnenenergie durch Kollektoren dar. Durch technisch hochwertige Kollektoren und ein darauf abgestimmtes Gesamtsystem ist eine wirtschaftliche Nutzung der Sonnenenergie heute keine Zukunftsvision mehr, sondern bereits im Alltag erprobte Realität. Berücksichtigt man in Zukunft steigende Brennstoffpreise, so stellt sich die Investition in die Zukunft dar.


Nutzbare Energie

Globalstrahlung in Deutschland

Im Jahresdurchschnitt werden in Deutschland ungefähr 1000 kWh/m2 eingestrahlt, was dem Energieinhalt von ca. 100 Litern Heizöl oder 100 m3 Erdgas entspricht.

Die durch einen Kollektor erzielbare Nutzenergie hängt von mehreren Faktoren ab. Wesentlichen Einfluss hat die richtige Einschätzung des zu deckenden Verbrauchs und die darauf abgestimmte Größe der Anlage.

Auch die insgesamt zur Verfügung stehende Sonnenenergie ist von Bedeutung: Die verfügbare jährliche Einstrahlung liegt je nach Stand- ort in Deutschland zwischen 900 und 1300 kWh/(m2*a) (Bild rechts).

Weiterhin spielen Kollektortyp sowie Kollektorneigung und -ausrichtung eine wesentliche Rolle. Für einen wirtschaftlichen Betrieb der Solaranlage ist außerdem eine sorgfältige Dimensionierung der Anlagenkomponenten erforderlich.

Richtig ausgelegte Sonnenkollektoranlagen mit aufeinander abgestimmten Systemkomponenten können ca. 50 bis 60 % des jährlichen Energiebedarfs für die Trinkwassererwärmung von Ein- und Zweifamilienwohnhäusern bereitstellen. Im Sommer kann teilweise ganz auf Zusatzwärme verzichtet werden. In den übrigen Monaten wird die solare Trinkwassererwärmung durch eine zweite unabhängige Wärmequelle ergänzt - in der Regel ein Öl-/Gas-Niedertemperatur-Heizkessel oder besser noch, ein Brennwertkessel. Sonnenkollektoren eignen sich nicht nur zur Trinkwassererwärmung, sondern auch zur Unterstützung der Wohnraumheizung.

Wärme von der Sonne

Ca. 1/3 des gesamten Endenergieverbrauches in Deutschland wird für die Beheizung von Gebäuden aufgewendet. Energiesparende Bauweisen, vor allem aber sparsame Heizsysteme können diesen Verbrauch deutlich verringern und damit zur Schonung der Ressourcen und zum Schutz der Erdatmosphäre beitragen.

Ein erhebliches Einsparpotential bietet die Trinkwassererwärmung. So stellen Sonnenkollektoren in Verbindung mit einem zentralen Speicher-Wassererwärmer in unseren Breiten gerade in den Sommermonaten die interessanteste Alternative zum Betrieb des Heizkessels dar.

Eingestrahlte Leistung

Die Sonnenstrahlung ist ein Energiestrom, der von der Sonne in alle Richtungen gleichmäßig ausgesandt wird. Auf die äußere Erdatmosphäre trifft davon permanent eine Leistung von 1,36 kW/m2. Dieser Wert wird als Solarkonstante bezeichnet.

Beim Durchdringen der Erdatmosphäre erfährt die Sonnenstrahlung durch Reflexion, Streuung und Absorption an Staubpartikeln und Gasmolekülen eine Schwächung. Der Teil der Strahlung, der die Atmosphäre ungehindert durchdringt, trifft direkt auf die Erdoberfläche; die sogenannte direkte Strahlung.

Der Teil der Sonnenstrahlung, der durch Staubpartikel und Gasmoleküle reflektiert bzw. absorbiert und seinerseits wieder abgestrahlt wird, trifft ungerichtet auf die Erdoberfläche; die sogenannte diffuse Strahlung.

Die Summe aus direkter und diffuser Sonnenstrahlung nennt man die sogenannte Globalstrahlung Eg. Sie liegt unter optimalen Bedingungen (wolkenloser, klarer Himmel, Mittagszeit) bei max. 1000 W/m2. Mit Sonnenkollektoren können, je nach Kollektortyp und Anlagendimensionierung, bis zu ca. 75% der Globalstrahlung genutzt werden.

Strom von der Sonne

Etwa ein Drittel des Primärenergieaufwandes fließt in Deutschland in die Stromversorgung. Davon gehen rund zwei Drittel bei der Erzeugung des Stroms in den zentralen Kraftwerken und bei der Verteilung über das Stromnetz verloren. Bei der Bereitstellung von elektrischer Energie entstehen in der Regel hohe Umweltbelastungen. Es lohnt sich also ganz besonders, Strom durch erneuerbare Energien wie Sonne, Wind, Wasserkraft und Biomasse zu erzeugen und die elektrische Energie verbrauchernah und dezentral zu gewinnen. Die Photovoltaik also die Gewinnung elektrischen Stroms direkt aus Tageslicht ist eine elegante und zuverlässige Möglichkeit. Solarstromanlagen erzeugen Energie tagsüber, also genau dann, wenn ein hoher Bedarf besteht. Um in etwa die Strommenge zu produzieren, die dem mittleren Jahresverbrauch eines Bundesbürgers entspricht, sind ca. 10 m2 Solarzellenfläche erforderlich.