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Solarthermie Anlagentechnik

Hier betrachten Anlagetechniken für Solarthermieanlagen die keine Anbindung an ein Nahwärmenetz haben.

Eine Solarthermieanlage kann in 6 Einsatzbereiche unterteilt werden

  1. Anlagen zur Brauchwassererwärmung
  2. Anlagen zur Brauchwassererwärmung + Unterstützung der Raumheizung
  3. Anlagen nur zur Unterstützung der Raumheizung. Sehr selten.
  4. Anlagen für Schwimmbaderwärmung
  5. Solare Kühlung
  6. Anlagen für Prozesswärme. Industrie

Eine Solarthermieanlage kann mit folgenden Kollektorarten betrieben werden

  1. Anlagen mit luftgefüllten Flachkollektoren
  2. Anlagen mit Vakuum-Flachkollektoren
  3. Anlagen mit Vakuumröhrenkollektoren
  4. Anlagen mit Speicherkollektoren -> nur Brauchwassererwärmung

Unterscheidung von Solarthermieanlagen nach Anlagentechnologie

Schwerkraftanlagen

Schwerkraftanlagen arbeiten ohne Pumpstation, nur mit Hilfe der Schwerkraft. Die Erwärmung in den Kollektoren sorgt für den Antrieb des solaren Kreislaufes. Die Kollektoren müssen einen Höhenunterschied zum Speicher haben. In der Regel sollte der sich Speicher mindestens 0,6m über den Kollektoren befinden. Das im Kollektor erhitzte Wasser steigt durch das Vorlaufrohr nach oben und sammelt sich im oberen Teil des Speichers. Beim Abkühlen sinkt es im Speicher wieder nach unten und fließt durch das Rücklaufrohr wieder dem Kollektor zu.

Low Flow Systeme

Hier wird mit Pumpen je nach Anlage 10 bis 25 Liter Solarflüssigkeit pro Stunde und Quadratmeter Kollektorfläche durch den Kollektor gepumpt. Bei gleicher Sonnenbestrahlung sorgt eine kleine Menge Solarflüssigkeit für einen großen Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Speicher. Die Solarflüssigkeit erhitzt sich schneller, benötigt weniger Material und kleinere Pumpen und Wärmetauscher für den Betrieb. Bei schwacher Sonnenstrahlung wird schneller ein höheres Temperaturniveau erreicht, so kann in diesem Fall das Low Flow System das bessere sein.

High Flow Systeme

Hier wird mit Pumpen je nach Anlage 25 bis 50 Liter Solarflüssigkeit pro Stunde und Quadratmeter Kollektorfläche durch den Kollektor gepumpt. Bei gleicher Sonnenbestrahlung sorgt eine große Menge  Solarflüssigkeit für einen nicht so großen Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Speicher. Durch die größeren Wärmetauscher kann aber auch mehr Wärme abgegeben werden. Bei guter Sonnenstrahlung (z.B. auch an einem wolkenfreien sonnigen Wintertag) kann das High Flow System das bessere sein.

Matched-Flow-Systeme

Matched-Flow-Systeme sind quasi eine Kombination aus Low- und High Flow Systemen. Da diese aber noch teurer als High Flow Systeme sind und nur eine geringe Steigerung des Wirkungsgradsteigerung  erzielt wird, machen sie keinen echten Sinn.

Drain-Back-Systeme oder Direktdurchlaufsysteme

Drain-Back-Systeme oder Direktdurchlaufsysteme werden in südlichen Ländern eingesetzt, weil dort sehr wenig oder kein Frost besteht wie in Deutschland. Bei diesen Systemen läuft das Brauchwasser direkt durch den Kollektor. Um ein einfrieren zu verhindern entleert sich die Anlage über Sensoren gesteuert ab einer gewissen Temperatur automatisch.Bei gleicher Kollektorfläche haben beide Systeme Ihre Vor- und Nachteile.

Bei gleicher Kollektorfläche haben beide Systeme Ihre Vor- und Nachteile.

Vorteile Drain-Back-Solaranlagen

  1. Kein Wärmetauscher nötig
  2. Auf Frostschutzmittel kann verzichtet werden
  3. Höhere Wärmekapazität ohne Glykol
  4. Geringere Viskosität der Solarflüssigkeit und somit weniger Pumpenleistung

Nachteile Drain-Back-Solaranlagen

  1. Solarleitungen müssen vom Kollektor zum Auffanggefäß mit Gefälle verlegt werden.
  2. Gefahr von Legionellenbildung.
  3. Frostgefahr in Deutschand.
  4. Höherer technischer Aufwand.

Die Solarthermieanlage kann mit folgenden Speicherarten betrieben werden

  1. Sensible Wärmespeicher -> Ist der heutige Standart
  2. Latentwärmespeicherung -> Sehr selten
  3. Thermochemische Speicherung -> Sehr selten

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