-bauratgeber.ch - Tipps zum Thema Sonnenkollektoren - 20.02.2018
 Haustechnik / Sonnenenergie / Sonnenkollektoren       


DANK SONNE&CO IMMER WARM

Dass sich heute eine Solaranlage rechnen lässt hängt von den immer professioneller gefertigten Solarkollektoren und Systemen ab. Solaranlagen sind aber nach wie vor keine billige Angelegenheit. Durch verschiedene Förderaktionen von Bund und Kanton sowie durch Contracting-Systeme werden sie aber für jedermann erschwinglich.

Durchdacht: der Sonnenkollektor
Der Absorber - das zentrale Element einer Sonnenkollektoranlage - ist ein schwarz beschichteter, mit Kanälen durchzogener Metallkörper. Dieser nimmt die Energie des Sonnenlichts auf und wandelt sie in Wärme um. Die Glasabdeckung und eine rückseitige Wärmedämmung verhindern, dass die eingefangene Energie wieder verloren geht. Im Absorber zirkuliert Wasser, das die Wärme zum Wasserspeicher transportiert. Die Sonnenwärme wird über einen Wärmetauscher an den Speicher abgegeben und für die Erwärmung des Brauchwassers oder die Zentralheizung genutzt. In sonnenarmen Zeiten garantiert eine automatische Zusatzheizung Wärmekomfort. Ein Frostschutzmittel im geschlossenen Kollektorkreislauf verhindert das Einfrieren.

Das Herz: der Speicher
Da Sonnenenergieangebot und Wärmenachfrage selten übereinstimmen, wird die Sonnenwärme gespeichert.
Bei Solaranlagen für das Warmwasser wird anstelle des konventionellen Wassererwärmers (Boiler) ein grösserer, mit den nötigen Anschlüssen und Einbauten ausgerüsteter Solarwassererwärmer eingesetzt. Bei einer Anlage im Einfamilienhaus fasst dieser Speicher zum Beispiel 300 bis 500 Liter.
Bei Solaranlagen zur Heizungsunterstützung wird ein etwas grösserer Speicher benötigt. In der Regel ist der Wassererwärmer in den Heizwasserspeicher integriert.

Der Kopf: die Steuerung
Die Regelung einer Solaranlage ist einfach. Das Regelgerät vergleicht die Temperatur im Kollektor mit derjenigen im Speicher. Ist diese im Kollektor wärmer als im Speicher, läuft die Umwälzpumpe: die Wärme kommt ins Haus. Sinkt die Kollektortemperatur unter die Speichertemperatur, schaltet die Pumpe aus. Gemessen wird die Speichertemperatur unten im Speicher, im kältesten Bereich. Dies erlaubt lange Betriebszeiten der Kollektoranlage. Spezielle Sicherheitsfunktionen schützen den Speicher vor Überhitzung. Bei ungenügender Wärmezufuhr von der Sonne schaltet die Steuerung automatisch auf die Zusatzheizung um.

Entscheidend: Die richtige Wahl
Neben der Exposition des Gebäudes bzw. der Dachfläche sind zwei Faktoren für die Eignung eines Objekts zur Sonnenenergienutzung massgebend: Wie die Wärme gebraucht wird und welche Temperaturen benötigt werden. Im Grundsatz gilt: Je stärker die zeitliche Übereinstimmung zwischen Sonnenenergieangebot und der Wärmenachfrage und je tiefer das Temperaturniveau der Wärmeabgabe, desto geeigneter ist ein Objekt. Die richtige Wahl des Kollektortyps ist massgebend für die Wirtschaftlichkeit.


Kollektoren

Für die aktive Nutzung der Sonnenkraft gibt es zwei Wege. Der eine besteht in solaren Warmwassersystemen. Das Herzstück einer solchen Anlage bildet der Kollektor. Dabei gibt es im Wesentlichen drei verschiedene Kollektorentypen: der klassische Flachkollektor für Schrägdächer, Flachdächer und Fassaden, die Vakuumröhren, welche sich zur Erzeugung von Warmwasser bis zu 100°C eignen, und der kostengünstige Absorber aus Kunststoff oder Chromstahl, welcher sich vor allem zur Wasservorwärmung eignet.

Verglaste Flachkollektoren
- Ideal für Warmwasser von 30 °C bis 60 °C.
- Geeignet für Wassererwärmung und Heizungsunterstützung.
Verglaste Flachkollektoren sind weit verbreitet bei Wohn-, Gewerbe- und Dienstleistungsgebäuden. Sie können in Schrägdächer und Fassaden integriert oder auf Flachdächern und am Boden aufgeständert werden. Es kann mit einer Lebensdauer von 20 Jahren gerechnet werden.

Unverglaste Kollektoren
Metallkollektoren (selektiv)
- Ideal für Warmwasser von 10 °C bis 40 °C über Aussentemperatur.
- Geeignet für Schwimmbadheizung und Warmwasser-Vorwärmung.

Kunststoffkollektoren
- Geeignet für Schwimmbadheizung
Der Einsatz unverglaster Kollektoren beschränkt sich auf Anwendungen mit niedrigem Temperaturniveau. Da Verglasung und Wärmedämmung fehlen, ist der Wärmeverlust bei Anwendungen mit höheren Temperaturen zu gross und der Nutzungsgrad zu gering. Die Aufstellung erfolgt auf Flach- oder Schrägdächern. Ein Windschutz erhöht den Wirkungsgrad. Die Lebensdauer liegt bei 30 Jahren.

Vakuumröhren-Kollektoren
- Ideal für Heisswasser bis zu 100 °C.
- Geeignet für technische Prozesse sowie zur Wassererwärmung und Heizungsunterstützung.
Bei Vakuumkollektoren steht der Absorber unter Vakuum in einem Glasrohr. Da das Vakuum eine sehr effiziente Wärmedämmung bildet, sind die Wärmeverluste auch bei hohen Temperaturen gering. Vakuumröhren-Kollektoren weisen den höchsten Jahreswirkungsgrad auf. Lebensdauer: 20 Jahre.

Kombination
Die wenigsten Gebäude kommen nur mit einer Solaranlage als Wärmequelle aus. Sie sind aber mit allen übrigen Heizsystemen kombinierbar. Sobald die Sonne scheint, liefern die Kollektoren Wärme. Diese wird im Solartank gespeichert. Bei Bedarf nach Warmwasser oder Raumwärme wird die Energie dem Speicher entnommen. Die Kollektorfläche und der Speicherinhalt sind so bemessen, dass ein Vorrat für mehrere Stunden oder Tage angelegt werden kann. Reicht die Sonnenwärme nicht aus, wird die Öl-, Gas-, Holz- oder Wärmepumpenheizung zugeschaltet.


Grundlagen und Tipps für die Planung

In der Schweiz überall sinnvoll

Die Klimaverhältnisse und die Sonnenscheindauer am Standort einer Solaranlage haben Einfluss auf den Ertrag. Hochgelegene Standorte im Alpenraum oder Orte im Tessin profitieren von einer stärkeren Sonnenstrahlung. Im Mittelland variieren die Erträge hingegen nicht markant. Auf jeden Fall gibt es auch nördlich der Alpen genügend Sonnenschein für Solaranlagen.

Der richtige Standort
Wo die Kollektoren platziert werden - auf dem Dach oder im Garten - ist für den Energieertrag wenig bedeutend. Grösseren Einfluss haben hingegen die Orientierung und die Neigung. Wichtig ist, dass die Kollektorfläche nicht  durch Kamine, Bäume und Nachbargebäude beschattet wird. Einbussen durch ungünstige Aufstellung lassen sich durch eine grössere Kollektorfläche zwar kompensieren - allerdings verschlechtert sich dadurch die Wirtschaftlichkeit.

Kennziffern für die Planung
Solange der Wärmeverbrauch regelmässig erfolgt und die empfohlenen Bereiche für die Kollektoraufstellung eingehalten werden, können Sonnenkollektoranlagen mit Standardwerten dimensioniert werden. Im andern Fall ist eine detaillierte Planung durch eine Fachperson erforderlich.

Wassererwärmung in Wohnbauten
- Orientierung Südost bis Südwest, Neigung 15° bis 60°.
- Kollektorfläche: 4 m2 bis 6 m2 bei Kompaktanlagen fürs Einfamilienhaus. Bei grösseren Objekten genügen 0,5 m2 bis 1 m2 pro Person.
- Speicherinhalt: 400 Liter bis 500 Liter für Kompaktanlagen. Bei grösseren Objekten zusätzlich zum Inhalt des ohnehin erforderlichen konventionellen Wassererwärmers 30 Liter bis 60 Liter pro m2 Kollektorfläche.

Wassererwärmung und Raumheizung
- Orientierung: Maximal 30° Abweichung von der Südachse (Ost oder West); Neigung 30° bis 60°.
- Kollektorfläche: 0,6 m2 bis 1 m2 pro 1000 kWh jährlicher Wärmebedarf für Warmwasser und Raumheizung. (1000 kWh Wärmebedarf entsprechen 100 Liter Heizöl).
- Speichervolumen: 90 bis 130 Liter pro m2 Kollektorfläche.

Schwimmbadheizung
- Bei Neigung von 0° bis 15° alle Orientierungen, bei Neigung 15° bis 40° Orientierung Südost bis Südwest.
- Kollektorfläche: bei Pools für Einfamilienhäuser 40% bis 60% der Bassinoberfläche (mit Bassinabdeckung) und 60% bis 80% der Bassinoberfläche (ohne Abdeckung).

Anlagetyp Standort Standort
Mittelland
Alpenraum
Kompakt Solaranlagen bis zur Wassererwärmung        
330 kWh bis 540 kWh         
440 kWh bis 720 kWh
Wasservorwärmung im  Mehrfamilienhaus
420 kWh bis 590 kWh
550 kWh bis 740 kWh
Wassererwärmung und Heizungsunterstützung 250 kWh bis 310 kWh 380 kWh bis 530 kWh


Anlagen mir unverglasten Kollektoren
Solaranlagen zur Schwimmbadheizung liefern je nach Auslegung jährlich 250 kWh/m2 bis 600 kWh/m2.

Anlagen mit Vakuumröhren-Kollektoren
Anlagen zur Wassererwärmung und Heizungsunterstützung liefern mit Vakuumröhren-Kollektoren den 1,2-fachen bis 1,4-fachen Ertrag gegenüber verglasten Flachkollektoren


Punkt für Punkt


1. Eignung abklären
Ist Ihr Objekt geeignet für die Sonnenenergienutzung? Welches ist der beste Standort für die Kollektoren? Wenden Sie sich bei einfachen Warmwasseranlagen an eine Installationsfirma mit Erfahrung. Bei komplexeren Ausgangslagen ziehen Sie einen Fachplaner bei. Beachten Sie das Verzeichnis "Die Solarprofis" unter www.swissolar.ch.

2. Offerten einholen
Achten Sie darauf, dass der Installateur eine Gesamtofferte ausarbeitet. Dies beinhaltet neben der Lieferung und Installation der Solaranlagen auch elektrische Anschlüsse durch den Elektriker und allfällige Dachdecker-, Spengler-, Maler- und Maurerarbeiten. Erkundigen Sie sich nach Referenzanlagen.

3. Leistungsgarantie verlangen
Mit einer Leistungsgarantie zur Offerte bürgt der Installateur, dass die offerierte Sonnenkollektor-Anlage dem Stand der Technik entspricht und dass die Arbeiten gemäss den Empfehlungen von EnergieSchweiz durchgeführt werden.

4. Offerten vergleichen
Vergleichen Sie Gleiches mit Gleichem. Mehr Sonnenkollektorenfläche erhöht den solaren Deckungsgrad, gleichzeitig steigen aber auch die Investitionskosten. Beachten Sie beim Offertenvergleich auch Garantieleistungen und bauseitige Leistungen.

5. Baugesuch einholen (falls nötig)
Details wissen das Bauamt und die kantonale Energiefachstelle.

 

 
.