Kriterien zur Planung und Montage der solarthermischen Anlage
Ist die Entscheidung für eine Solarthermie-Anlage gefallen, fängt die Arbeit erst an: Jetzt muss die Planung der Anlage aktiv in die Hand genommen werden. Die Prüfung der Kriterien für die bevorstehende Montage steht an und es gilt abzuwägen, unter welchen Bedingungen die Anlage am effektivsten arbeiten kann.
Bei der Planung für die Installation einer solarthermischen Anlage sollten verschiedene Kriterien berücksichtigt werden. Zu prüfen ist natürlich erst einmal, ob sich die Anschaffung der Anlage überhaupt lohnen würde.
Für die Berechnung der benötigten Kollektorfläche für solarthermische Anlagen sollte man sich nach folgenden Angaben orientieren:
Standort und Ausrichtung
Die Montage durch Profis geschieht nicht nur mit speziellen Arbeitsgeräten, sondern ist meist schnell erledig. Foto: www.wagner-solar.com
Der optimale Neigungswinkel der solarthermischen Anlage auf dem Dach bei einer Ausrichtung nach Süden beträgt in etwa 30-50°C. In diesem Fall werden die größten Erträge aus der Anlage gewonnen. Bei Abweichungen von diesem Idealwert bis hin zu 45°C oder geringen Abweichungen hinsichtlich der Himmelsrichtung sind keine weiteren Maßnahmen zur Leistungssteigerung notwendig. Allerdings sollte in diesem Fall die Kollektorfläche um rund 10-20% erweitert werden, um dieselben Ergebnisse zu erzielen. Ansonsten ist mit Einbußen von ca. 5-10% zu rechnen.
Info: Bei größeren Solaranlagen etwa auf gewerblichen Gebäuden sollte der Neigungswinkel 45°C betragen, um eine optimale Ganzjahresnutzung zu gewährleisten.
Beim Neubau eines Hauses sollten die Kriterien wie die Ausrichtung, die Neigung des Daches, die Dachfläche, die Rohrleitungen und die Isolierung des Hauses in die Planung miteinbezogen werden. Außerdem sollte das Dach nicht von Bäumen oder anderen Gebäuden verschattet werden, da sonst ebenfalls mit Einbußen zu rechnen ist.
Entscheidend um Energieverlusten entgegenzuwirken ist auch eine optimale Dämmung. Die Dämmstoffschicht sollte minimal 12cm dick sein. Auch im Bereich der Anschlüsse und Übergänge ist eine gute Dämmung von großer Wichtigkeit. Eine Wärmebeständigkeit des Dämmmaterials bis 150 °C ist empfehlenswert. Dämmungen von Außenleitungen sollten UV-beständig und äußere Beschädigungen aushalten können (pickfest).
Berechnung der Kollektorfläche für den Warmwasser-Bedarf
Mittels der Solaranlage kann der Bedarf von warmem Trinkwasser etwa für die Dusche, fürs Kochen, Waschen oder Spülen mit bis zu 60% gedeckt werden. Für die Planung der solarthermischen Anlage dient als Ausgangspunkt für die Berechnung der benötigten Kollektoren der tatsächliche Wasserverbrauch eines Haushalts.
Ausgangspunkt: Warmwasserverbrauch
Faustregel: Warmwasserverbrauch
Als Faustregel hat sich inzwischen folgende Berechnung als realistisch erwiesen:
Um den Warmwasserbedarf zu decken, ist für jede Person im Haushalt bei Flachkollektoren eine Fläche von 1,5m² und bei Vakuumröhrenkollektoren eine Fläche von 1 m²notwendig. Die benötigte Größe des Speichers sollte mit rund 80 Liter pro Person berechnet werden. So werden auch sonnentrübe Tage überbrückt.
Bei der Planung der Solarthermie-Anlage bildet der Warmwasserverbrauch eines Haushaltes den Ausgangspunkt. Der aktuelle Verbrauch wird bei der Planung der Ablage berücksichtigt, denn es macht einen Unterschied, ob der Bedarf an Warmwasser niedrig mit ca.20-30 Litern je Person und Tag, mittelmäßig mit 30-50 Litern pro Person pro Tag oder mit 50-60 Liter je Person und Tag hoch einzuschätzen ist.
Der ideale Wert der Ausnutzung der solarthermischen Anlage zur Warmwasserbereitung liegt bei rund 70%. Um den Bedarf darüber hinaus abzudecken gilt es, Speicher zu nutzen und traditionelle Heizarten mit der solarthermischen Anlage zu kombinieren. Der Deckungsgrad der installierten Anlage sollte aber in jedem Fall ihren Verbrauch während des Sommers gewährleisten können.
Info: Zur Berechnung hinzuzählen sollten Sie auch Waschmaschine oder Spülmaschine mit Warmwasseranschluss. Gerechnet werden diese Geräte mit etwa ¼ bis ½ Liter des Verbrauchs einer Person.
Berechnung der Kollektorfläche für die Heizungsunterstützung
In Abhängigkeit von einer optimalen Gebäudedämmung kann eine Solaranlage Heizeinsparungen von 20 bis zu 80% erbringen. Vor allem in der Übergangszeit – denn im Sommer ist die Heizung nicht notwendig – machen sich die Sparpotentiale bemerkbar.
Faustregel: Heizungsunterstützung
Als Faustregel kann man festhalten, dass pro Person im Haushalt für die Heizungsunterstützung ca. 4m² Flachkollektoren oder 3m² Vakuumröhrenkollektoren notwendig sind.
Im Bereich der Heizmöglichkeiten über eine solarthermische Anlage gilt, dass die Effizienz der Anlage sich nach folgenden Gesichtspunkten bestimmten lässt: die zu beheizende Wohnfläche, der Warmwasserverbrauch (besonders effektiv ist beispielsweise die Fußbodenheizung), die jährliche Sonneneinstrahlung, Dachneigung und die Größe des Daches sowie das allgemeine Klima.
Was tun, wenn die Dachfläche zu klein ist?
Sollte das Dach zu klein sein, um mit der montierbaren Anzahl der Kollektoren den Bedarf nicht ausreichend decken zu können, oder sollten Ausrichtung und Neigungswinkel des Daches nicht optimal sein, kann die Möglichkeit der transparenten Wärmedämmung über die Fassade genutzt werden. Über diese werden die dahinterliegenden Räume erwärmt. Über die Technik der transparenten Wärmedämmung gelangt die Sonnenwärme ohne Kollektoren direkt in das Innere des Hauses. Die Wärmedämmung dient vor allen Dingen der Einsparung von Heizkosten. Besonders auf Bausubstanzen wie Kalkstein oder Beton, die eine hohe Dichte aufweisen, ist der Wirkungsgrad der transparenten Wärmedämmung besonders hoch. So kann ein einziger m² Fläche mit Wärmedämmung an der Südfassade eines Hauses Einsparungen von Heizöl von bis zu 10 Liter im Jahr bedeuten. Um eine Überhitzung zu vermeiden, werden Rollos oder eine Fassadenbegrünung eingesetzt. Auch Bäume oder Gebäude können durch ihren Schattenwurf eine Überhitzung abwenden.
