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Auslegung von Solarthermieanlagen

Sie haben Interesse an einer thermischen Solaranlage und überlegen welche Art und Größe für Sie angebracht ist? In der Regel wird ein Solarthermieanbieter im Vororttermin die Gegebenheiten aufnehmen um im Anschluss die Auslegung Ihrer Solaranlage vornehmen zu können. Wir möchten Ihnen hier dennoch einige Informationen zur Auslegung der Solaranlage bereitstellen.

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Erste Schritte der Auslegung einer thermischen Solaranlage

Berechnung der optimalen Größe einer thermischen Solaranlage:

Bevor Sie die optimale Größe Ihrer Solarthermieanlage bestimmen können, sollten zuerst einzelne Faktoren geprüft werden. Es kommt auf die Größe des Haushalts und den Wärmebedarf an, quasi wie oft wird geduscht oder die Wäsche gewaschen.

Es bestehen grundsätzlich zwei Typen bei thermischen Solaranlagen. Zum einen die kleinere Version zur reinen Warmwasser-Bereitung und zum anderen die größere Version die zusätzlich solare Heizungsunterstützung bietet.

Entscheidend sind auch die verschiedenen Analysen, die Nutzen und Kosten vergleichen,  sowie die Ökobilanz der Solaranlagen. Auch über die Speichergröße in der Solarthermie sollten Sie Überlegungen anstellen. Ist die solarthermische Anlage und die Kollektorfläche zu groß, erhöht dies im Winter zwar den Solarertrag, jedoch führt es auch zu einer Anhäufung überschüssiger Wärme im Sommer und unnötigen Ausfällen des Systems.

Der erste Schritt ist also, sich über die grundsätzliche Technik Gedanken zu machen und festzulegen, ob Ihre Solaranlage nur zur Brauchwassererwärmung oder auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden soll. Dann stellt sich die Frage, welches hydraulische Konzept der Solaranlage zu Grunde liegen und welcher Speicher eingesetzt werden soll.

Auslegung einer thermischen Solaranlage

Kombispeicher Hydraulikschema

Das hydraulische Konzept ist entscheidend für die wirtschaftlichkeit Ihrer Solaranlage. Je nachdem für welche Technik oder für welchen Speicher Sie sich entschieden haben, muss das Konzept dementsprechend angepasst werden.

Hydraulisches Schema Kombispeicher, Schichtenspeicher mit Solar

Speichertechnik

Die Wahl des Wärmespeichers entscheidet das Konzept Ihrer Solaranlage. Bei einer thermischen Solaranlage zur Warmwasserbereitung ist die Auswahl schnell getroffen – wenn Sie jedoch in Heizungsunterstützung investieren wollen, gibt es unzählige Speicherkonzepte.

Auf der Suche nach der passenden Größe

Bei einer Haushaltsgröße von vier Personen, ist der Wärmebedarf größer, als bei einer Haushaltsgröße von zwei Personen. Also wird in der Regel in einem Haushalt mit 4 Personen in mehr Räumen geheizt, als in einem Zeipersonenhaushalt. Dies gilt generell auch für das Duschverhalten. Je mehr Personen sich im Haushalt befinden, desto häufiger wird geduscht. Durch den erhöhten Wärmebedarf im Haushalt, sind deshalb größere Dimensionierung der thermischen Solaranlage, Kesselleistung und Pufferspeicher erforderlich.

Je genauer die Solaranlage auf den Wärmebedarf angepasst ist, desto wirkungsvoller arbeitet sie. Sowohl der Wärmespeicher als auch der Solarkollektor, sollten genau die passende Größe haben. Wird die thermische Anlage zur Wassererwärmung genutzt, sollte der Solarkollektor bei zwei Personen im Haushalt nach Faustformel ungefähr 4,0 Quadratmeter Kollektorfläche besitzen. Sollten Sie sich jedoch für Vakuumröhrenkollektoren und nicht für Flachkollektoren entscheiden, verringert sich die ideale Kollektorfläche auf 3,5 Quadratmeter für 2 Personen.  Somit besteht die Möglichkeit kleinere Solaranlagen zu montieren und gegebenenfalls Photovoltaik-Module auf dem Dach zu platzieren.

Es gibt einige Aspekte die Sie bei Ihrer Planung beachten sollten

  • Wird Ihr Dach im Winter durch umliegende Bäume oder Nachbargebäude verschattet?
  • Wichtig beim Aufbau der Solaranlage sind Dachneigung und der Neigungswinkel. Durch diesen Winkel entscheidet sich zu welcher Jahreszeit die Erträge am Höchsten sind. Falls die Dachneigung und der Neigungswinkel noch nicht optimal sind, kann man dies mit einer Aufständerung korrigieren, damit Sie den bestmöglichen Ertrag aus Ihrer Solarthermie Anlage erzielen können. Aber auch die Ausrichtung ist von großer Bedeutung. Optimal wird die Anlage südlich ausgerichtet. Weicht das Dach von dieser Ausrichtung ab?
  • Welchen Nutzen möchten Sie aus Ihrer Anlage ziehen? Genügt Ihnen die Erwärmung des Brauchwassers (Duschen, Baden, bedingt auch Wäsche waschen) oder soll mit der durch die Solaranlage hergestellten Energie auch Wärme für die Heizung bereitgestellt werden.
  • Wie viele Personen befinden sich im Haushalt. Wie bereits oben erwähnt, erhöht sich der Wärmeverbrauch durch steigende Anzahl von Personen und Quadratmeter.
  • Wie sind die Sollwerte für Brauchwasser und Speicher eingestellt? Heizen Sie mit einer Fußbodenheizung?

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Faustformel zur Auslegung der optimalen Größe der Solarthermieanlage

Für die korrekte Berechnung der optimalen Größe Ihrer Anlage, empfehlen wir Ihnen Fachleute zu Rate zu ziehen. Die Kollektorfläche sollte optimalerweise eine Größe von rund 4 Quadratmeter bei 2 Personen im Haushalt haben und für den Wärmespeicher 60 Liter pro Quadratmeter. Die korrekte Speichergröße ist sehr wichtig, denn dies führt oft zu einer geringeren Gesamteffizienz und niedrigeren solaren Erträgen. Entsprechend des Verwendungszecks (Warmwasser-Bereitung oder zusätzlich solare Heizungsunterstützung) und Anzahl der Personen im Haushalt, zeigen wir Ihnen in dieser Tabelle die benötigten Kollektorflächen auf.

Auslegung einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung / Heizungsunterstützung
Warmwasser-Bereitung Personenanzahl Warmwasser+Heizung
Personenanzahl
Flachkollektor Röhrenkollektor
bis 2 3,5 – 4,0 m² 3 – 3,5 m²
2-4 4,5 – 5,5 m² 3 – 3,5 m²
4-6 bis 3 + Heizen 6 – 6,5 m² 4,5 – 5,5 m²
5-8 bis 4 + Heizen 7 – 8,5 m² 6 – 7 m²
7-10 bis 5 + Heizen 9 – 11 m² 7,5 – 8,5 m²
9-12 bis 6 + Heizen 12 – 14,5 m² 9 – 9,5 m²
11-15 bis 7 + Heizen 16 – 18 m² 12 – 12,5 m²
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