Sonnenenergie zur
Wärmeerzeugung
Die Sonnenenergie-Nutzung zur Wärmeerzeugung ist längst technisch
ausgereift. Heutzutage gibt es kaum noch namhafte Heizungshersteller,
die keine
Solaranlagen in ihrem Programm haben. Auch die Funktionsweise einer "
thermischen Solaranlage"
ist allgemein
bekannt.
Bisher war die
Warmwasserbereitung
der Hauptanwendungsbereich einer
thermischen Solaranlage. Wenn aber die Sonnenenergie einen größeren
Anteil an der Energieversorgung eines Hauses übernehmen soll, muss auch
eine
solare
Heizungsunterstützung
erwogen werden. Diese erfolgt vorwiegend in
den Übergangszeiten wie Frühling und Herbst. Das Heizsystem
sollte möglichst mit niedrigen Heizwassertemperaturen zu betreiben
sein( Wand-oder Fußbodenheizung). Das ausschließliche Heizen mit der
Sonnenenergie ist dagegen nur in speziell dafür kostruierten
(Passiv)-Häusern
mit sehr großen Pufferspeichern möglich. Um die energetischen
Zusammenhänge im jahreszeitlichen Rahmen
aufzuzeigen, haben wir folgendes Diagramm erstellt. Dabei sind die
absoluten Werte nur abgeschätzt, es sollen lediglich die
zugrundeliegenden Tendenzen aufgezeigt werden - für einen konkreten
Fall müßte eine Simulationsberechnung erstellt werden.
In einem "normalen Vier-Personen-Haushalt" sind folgende
Randbedingungen von Januar (1) bis Dezember (12) zu erwarten.
- ganzjährig ein etwa
gleichbleibender Energiebedarf für die Warmwasserbereitung
(gelbe Linie)
- Altbau: Heizenergiebedarf
(schwarze Linie)
- Energiesparhaus: Heizenergiebedarf (grüne
Linie)
So ganz nebenbei zeigen diese Linien, wie sinnvoll es ist, im
Altbau nachträglich Dämmaßnahmen durchzuführen.
Die Energieeinsparungen sind enorm.
- solare
Energiegewinne einer gut auf den Warmwasserbedarf
abgestimmten thermischen Solaranlage
(durchgezogene rote Linie). Nur die Flächen unter
den Heizenergie-Linien (Altbau bzw. Energiesparhaus) bis zum
Energiebedarf für Warmwasser (gelb) wären zur
Heizungsunterstützung nutzbar.
- solare
Energiegewinne einer doppelt so groß dimensionierten
thermischen Solaranlage (gestrichelte rote Linie)
mit dem Hintergrund, einen möglichst effektiven
Energiegewinn zur Heizungsunterstützung zu erzielen.
Der Deckungsanteil der Solarenergie am
Heizenergiebedarf kann so realistisch 5 bis 20% betragen
(je nachdem, ob Altbau oder Energiesparbauweise).
Die
Summe der erzeugten solaren Energiegewinne ist allerdings
ca. 70% höher. Neben dem größeren technischen
Aufwand hat
diese Lösung auch zur Folge, daß in den Sommermonaten
nicht alle solaren
Energiegewinne genutzt werden können.
- Gut bewährt haben sich Systeme mit Schichtenspeichern
und Low-flow Solaranlagen, wie z.B. Solvismax.
Beispiel einer solaren Warmwasserbereitung
Das
Wohnhaus wird mit durchschnittlich 12 Personen bewohnt. Beheizt werden
die ca. 300 m² des Haupthauses mit einer Holzvergaser-Heizzentrale.
Für die Erwärmung des täglichen Warmwasserbedarfs von 450 bis
500
Liter ist zusätzlich eine Solaranlage mit 12 m² Kollektorfläche
installiert.
Die Kombination Holzvergaser - Heizkessel und
Solaranlage
erweist sich als optimal, da das Warmwasser im Sommer solar erwärmt
werden kann und der Holzheizkessel nicht benutzt werden muss.
Im
Winter dagegen, wenn die Einstrahlung der Sonne geringer ist, und
sowieso geheizt wird, erwärmt die Heizungsanlage das Brauchwasser auf
die nötige Duschwassertemperatur.
Gemessene Werte für die Energiegewinne dreier Betriebsjahre
Die
Anlage ist mit Wärmemengenzählern ausgestattet und wurde über mehrere
Jahre hinweg monatlich kontrolliert. Daraus ist das folgende Diagramm
entstanden, welches die monatliche Verteilung der Energiegewinne
verdeutlicht.
