Brauchwassererwärmung oder Heizungsunterstützung?

Thermische Solaranlagen erwärmen ein Medium, welches mittels Umwälzpumpe zum Speicher gepumpt wird.

Man kann damit z.B. einen Brauchwasserspeicher, einen Heizungswasserspeicher, einen Kombispeicher (Heizungswasser und Brauchwasser Speicher im Speicher) oder auch mehrere Speicher erwärmen.

In einem Wohnhaus wird das ganze Jahr über warmes Brauchwasser (z.B. zum Duschen) verbraucht, die Beheizung des Hauses erfolgt nur ca. 200-250 Tage im Jahr.

Wenn der Brauchwasserspeicher kalt ist, ist dies z.B. beim Duschen sofort sehr unangenehm, während die Heizungsanlage auch einige Stunden stillstehen oder schwächer arbeiten kann (da das Haus nicht so schnell auskühlt).

Aus diesem Grund ist es üblich, der Brauchwassererwärmung in einem Wohnhaus Vorrang gegenüber der Beheizung des Hauses zu gewähren.

Wenn man somit vom Ertrag der Solaranlage den Wärmebedarf für Brauchwassererwärmung abzieht, bleibt für die Heizungsunterstützung nur noch sehr wenig übrig.

Dies führt dazu, dass sich Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung in der Regel viel schneller wirtschaftlich amortisieren als Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung.

Verschiedene Bauarten von Solarkollektoren

Die Absorberfläche des Kollektors absorbiert kurzwellige Strahlung (Licht) und wandelt diese in Wärme um. Wärme strahlt langwellig.

Aufgrund dieser physikalischen Tatsachen sind sowohl Absorberfläche als auch das Glas des Kollektors selektiv beschichtet. Das Glas läßt kurzwellige Strahlung (Licht) durch, reflektiert jedoch langwellige Strahlung (Wärme).

Daher haben heutzutage fast alle modernen Kollektoren nur noch sehr geringe Strahlungswärmeverluste.

Die Wärmeverluste durch Konvektion an die z.B. im Winter kalte Außenluft können hingegen nicht von allen Kollektortypen gleichermaßen verringert werden.

Vakuumröhrenkollektoren verringern diese Konvektionswärmeverluste auf ein absolutes Minimum, jedoch nur solange das Vakuum auch tatsächlich noch besteht.

Flachkollektoren sind nur nach unten gut gedämmt, nach oben verlieren sie bei kalter Witterung erhebliche Energiemengen durch Konvektion.

Daher sind Vakuumröhrenkollektoren v.a. im Winter und bei schwacher Sonnenstrahlung effektiver als Flachkollektoren. Da sie jedoch auch deutlich teurer und empfindlicher sind, gibt es viele verschiedenen Bauformen, welche mehr oder weniger erfolgreich versuchen diese Kosten zu reduzieren und die Lebensdauer zu erhöhen.

Einwandige Vakuumröhrenkollektoren

Einwandige Vakuumröhrenkollektoren benötigen eine Dichtung an der Stelle, wo das Metall des Absorberrohrs durch das Glas führt.

Durch diese Dichtung kann bei unsachgemäßem Transport, Montage, großen Hagelkörnern, sehr starkem Orkan oder einfach nur im Laufe vieler Jahre durch Alterung infolge mechanischer Bewegung Luft eindringen. Das Vakuum ist dann weg und die Wirkung der Röhre deutlich reduziert.

Doppelwandige Vakuumröhrenkollektoren

Doppelwandige Vakuumröhren haben einen Glaskolben an einem Stück, welcher (ähnlich z.B. bei einem Sektkühler) über das Absorberrohr geschoben wird.

Somit kann das Vakuum über einen sehr langen Zeitraum beibehalten werden.

Diese Röhren sind teurer in der Fertigung, weshalb sich die Hersteller Bauformen ausgedacht haben, den Ertrag bei gleichzeitig geringerer Anzahl an Röhren zu steigern.

Hierzu werden Parabolspiegel (ähnlich einem Autoscheinwerfer) verwendet, welche das Licht auf die Absorberfläche reflektieren bzw. bündeln.

Gute CPC-Vakuumröhren können somit Licht aus fast allen Richtungen und auch diffuses Licht bei bewölkter Witterung so effektiv nutzen, dass sie eine sehr starke Leistung erreichen.

Da es diese Techniken erst seit einigen Jahren gibt, gehen die Meinungen, wie lange die Spiegel klar bleiben, auseinander. Je nachdem, was jeweils verkauft werden soll, reichen die Aussagen von "verschmutzt gar nicht bzw. wird nicht blind" bis zu "wird sehr schnell blind".

Wir installieren derartige offene Spiegel seit mehreren Jahren und wir hatten noch keinen einzigen Fall, in welchem ein CPC-Spiegel blind wurde.

Manche Hersteller wollen auf "Nummer sicher" gehen und haben die Spiegel daher im Glaskolben, also im Vakuum, damit sie so vor Verschmutzung geschützt sind. Dies stimmt, doch leider ist deren Leistung niedriger, da ein Teil der Strahlung bereits außen durch die Wölbung des Glases reflektiert wird, also verloren geht.

Wir haben die Erfahrung gemacht, dass Kollektoren mit offenen CPC-Spiegeln deutlich leistungsfähiger sind.