• dem Kollektorfeld

• dem/den Wärmespeicher(n)

• dem Solarkreis (geschlossener Rohrkreis zwischen Kollektoren und Speicher)

• der Regelung

Alle marktgängigen Flachkollektoren ( 70% aller in Deutschland eingesetzten Systeme) bestehen aus einem Metallabsorber in einem flachen, rechteckigen Gehäuse. Es ist zur Rückseite und zu den schmalen Seiten Wärme gedämmt und an der Vorderseite, welche der Sonne zugewandt ist, mit einer transparenten Abdeckung (Spezialglas) versehen. Je nach Kollektor (Deluxe oder Star) ist die Anbindung von Vor- und Rücklauf unterschiedlich.

Vakuumröhrenkollektoren: 

Zur Verringerung der thermischen Verluste in einem Kollektor werden Glaszylinder mit im Vakuum liegenden Rundabsorber wie Thermoskannen evakuiert. Dadurch werden Wärmeverluste durch Konvektion und Wärmeleitung verringert. Die Strahlungsverluste lassen sich durch Erzeugen eines Vakuums nicht reduzieren, da für den Transport von Strahlung kein Medium notwendig ist. Sie werden, wie auch beim Flachkollektor, durch selektive Absorberschichten niedrig gehalten. Die Wärmeverluste an die Umgebungsluft sind damit sehr stark reduziert.
Alle Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus einer Anzahl miteinander verschalteter Einzelröhren, die am Kopf durch einen Verteiler- bzw. Sammler verbunden sind, indem die gedämmten Vor- bzw. Rücklaufleitungen laufen. Am Fuß sind die Röhren auf einer Schiene mit Röhrenhalterungen befestigt. Wir unterscheiden je nach Verschaltung direkt durchströmte Röhren und Heat-pipe-Vakuumröhrenkollektoren. 

Durchströmung des Wärmeträgers in Reihe.	Bild von SIZ Röhrenkollektor Premium, direkt durchflossen.

Während früher Glasröhren mit großen Durchmessern evakuiert wurden und damit auch schnell wieder Vakuum verloren ging, werden neuerdings in der sogenannten 3. Röhrengeneration Glasröhren nach dem Sydney-Prinzip verwendet. Genau nach dieser Methode ist der SIZ-Röhrenkollektor Premium aufgebaut und damit von besonders hoher Qualität und Lebensdauer:



RÖHRENKOLLEKTOR CRC PREMIUM

Schwimmbadabsorber 

Diese preiswerten Kollektoren bestehen aus witterungs- und UV- beständigem Kunststoff ohne Gehäuse, Wärmedämmung und Glasscheibe. Deshalb ernten sie in Mitteleuropa auch ausschließlich in den Sommermonaten gute Erträge, so dass die Schwimmbadwassererwärmung für Freibäder ihr optimales Einsatzgebiet ist. 
Die SIZ-Schwimmbadabsorberplatten sind formschöner als die üblichen schwarzen Schläuche, verschmutzen nicht so schnell und sind leichter zu montieren. 



 

Abb. 4 SIZ-Schwimmbadabsorber



2.2 Wärmespeicher

Das Energieangebot der Sonne stimmt selten mit den Zeiten des Wärmebedarfs überein. Deshalb muss die solar erzeugte Wärme gespeichert werden. Wir unterscheiden Brauchwasserspeicher zur direkten Erwärmung von Brauchwasser sowie Kombispeicher, Pufferspeicher und Solarschichtenspeicher zur Erwärmung von Brauch- und Heizungswasser. 


Brauchwasserspeicher 

Brauchwarmwasserspeicher sind mit Trinkwasser gefüllte Stahlspeicher (Druckspeicher) mit zwei Wärmetauschern. An dem unteren Wärmetauscher wird der Solarkreis, an dem oberen die Nachheizung durch den Heizkessel angeschlossen. Alle SIZ - Solarspeicher sind gem. DIN 4753 doppelt emailliert und zeichnen sich durch besonders hohe U-Werte (Hartschaumwärmedämmung) aus. Wenn der Speicher am vorgesehenen Ort steht wird ein Skymantel (in den Farben weiß, orange, silbergrau und blau bei SIZ lagervorrätig) angepasst. Dies schützt vor Montageschäden. Die SIZ Standardfarbe für Solarspeicher ist weiß.
 

Abb. 5 SIZ-Solarspeicher

                                         

Pufferspeicher

Pufferspeicher sind mit Heizungswasser gefüllte Stahlspeicher (Druckspeicher) oder drucklose Kunststoffspeicher. Die in ihnen bevorratete Wärme kann wahlweise ins Heizungssystem eingespeist (Heizungsunterstützung) oder über einen Wärmetauscher (intern oder extern) an das Trinkwasser übertragen werden. 
Außerdem lassen sich diese Speicher hydraulisch mit Brauchwasserspeichern kombinieren



Abb. 6 schematische Darstellung Solaranlage mit Pufferspeicher




Kombispeicher 

Das Speicher in Speicher- System ist eine Kombination aus Puffer- und Brauchwasserspeicher. In einen Pufferspeicher ist im oberen, warmen Bereich ein kleinerer Brauchwasserspeicher eingebaut, dessen Oberfläche als Wärmetauscher fungiert. Er eignet sich für den Einsatz in Solaranlagen zur Warmwasserbereitung und zusätzlicher Heizungsunterstützung. Kombispeicher

Abb. 7 schematische Darstellung Solaranlage mit Kombispeicher




Schichtenspeicher 

Um heißes Wasser sofort nutzen zu können, ohne dass erst der ganze Speicher erwärmt werden muss, wurden für die Beladung von Speichern > 300 Liter besondere Speicherladesysteme entwickelt. Eine selbst regelnde Ladevorrichtung sorgt hierbei für eine in der Höhe variable Einleitung des erwärmten Wassers. Diese erfolgt jeweils in der Höhe, in der die Temperatur des zufließenden Wassers gleich der Speichertemperatur in dieser Schicht ist. Dadurch entstehen eine gute Temperaturschichtung innerhalb des Speichers und ein schnelles Erreichen der Nutztemperatur im oberen Speicherbereich. Aber auch eine Beladung in verschiedenen Ebenen mit einer Steuerung über Ventile wird angeboten. Schichtenspeicher gibt es als Trinkwasser- oder als Pufferspeicher. 
Der SIZ-Schichtenspeicher hat zwei zugängliche, innenliegende Wärmetauscher, lässt eine zentimetergenaue Schichtung zu und erreicht somit einen bis zu 30% höheren Anlagenertrag!



Abb. 8 Schematische Darstellung Solaranlage mit Schichtenspeicher


3. Regelung 

Die Regelung einer solarthermischen Anlage hat grundsätzlich die Aufgabe, die Umwälzpumpe zur optimalen "Ernte" der Sonnenenergie zu steuern. Dies erfolgt auf der Grundlage einer Temperaturdifferenzsteuerung und einer drehzahlgeregelten Ansteuerung der Solarpumpe. Standardmäßig besitzen alle SIZ-Steuerungen eine Betriebsstundenerfassung der Solarkreispumpe, Minimal- und Maximalwertanzeige der Speicher und Kollektortemperatur, Automatische Selbsterkennung der Fühlertypen PT1000 oder KTY, Speichertemperaturbegrenzung und softwaregesteuerte Kollektorkühlfunktion. Speziell für SIZ- Schichtenspeicher wurde die Steuerung SR62 mit spezieller Topladefunktion und einer Vielzahl von zusätzlichen Einstell- und Optimierungsmöglichkeiten, wie Fehlerdiagnose, Wärmemengenzählung, Zeit und temperaturabhängige Zirkulationssteuerung entwickelt:

SIZ Solarregler SR 62

4. Systemschaltungen bei kleinen und mittleren Anlagen

Wir unterscheiden im Wesentlichen zwei prinzipiell unterschiedliche Systeme: 


4.1 Systeme zur Bauchwassererwärmung

In Abbildung 1 ist das Funktionsprinzip einer solchen Anlage dargestellt und ausführlich beschrieben. Mit einer Brauchwassersolaranlage lassen sich 65 - 70% solare Deckungsrate über das gesamte Jahr erzielen. Für solche Kollektoranlagen sind selbst Ost- oder Westdächer noch ausreichend. 


4.2 Systeme zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung

Je nach den individuellen Gegebenheiten sind verschiedene Schaltungsvarianten denkbar. Drei grundsätzliche Anwendungen mit verschiedenen Wärmespeichern und Wärmetauschersystemen sind in den Abbildungen 5 - 8 dargestellt. 

 

5. Anlagendimensionierung

In der Regel verfolgt die Auslegung einer thermischen Solaranlage zur Warmwasserbereitung im Ein- und Zweifamilienhausbereich das Ziel, den Energiebedarf der Bauchwassererwärmung während der Sommermonate Mai bis September zu 100% über die Solaranlage abzudecken. Gewünschter Nebeneffekt: Der Heizkessel kann während dieser Zeit komplett ausgeschaltet bleiben. In den übrigen Monaten, in denen der Heizkessel ohnehin läuft, muss er die fehlende Wärme liefern (nachheizen).
Solare Heizungsunterstützungsanlagen legen wir, wenn nicht anders besprochen mit einer solaren Deckungsrate von 20% aus. Gerne errechnen wir Ihnen kostenfrei Ihr Einsparpotential! Füllen Sie einfach unseren Anfragebogen aus und Sie erhalten umgehend die Berechnung per Mail oder Post zurück.


6. Kosten und Erträge

Je nach Anlagentyp sind Amortisationszeiten zwischen 5 und 8 Jahre realistisch. Dies kommt durch die z. Zt. sehr hohe Förderung der BAFA und den gesunkenen Preisen bei den einzelnen Komponenten. (Star-Paket mit Beispielrechnung)


7. Ressourcenschonung und Klimaschutz

Jeder Betreiber einer thermischen Solaranlage leistet seinen aktiven Beitrag zum Umweltschutz durch die Schonung unwiederbringlicher Energiereserven und zum Klimaschutz durch Verringerung von CO2-Emissionen. In Deutschland werden allein durch thermische Solaranlagen jedes Jahr 200 Mio. Liter Heizöl eingespart und dadurch ca. 800.000 t CO2-Emissionen vermieden. Und der Solarmarkt wächst mit uns und hoffentlich durch Sie weiterhin. Investieren Sie Ihr Geld sinnvoll. Sie sparen langfristig Geld und schonen unseren Lebensraum.


8. Wo und wie werden Sie unterstützt?

Durch uns:

• Sie finden vielfältige Informationen auf unserer Internetseite

• Wir bieten ein umfangreiches Leistungsangebot: Berechnungsprogramme, Auslegungen Ihrer geplanten Anlage, kostenlose Beratung in unseren Ausstellungsräumen, Hilfestellungen bei Errichtung der Solaranlage, Vor-Ort-Termin, Energiegutachten