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Thermische Solaranlagen richtig planen, montieren und betreiben

Thermische Solaranlagen richtig planen, montieren und betreiben


Berlin (ots) - 09.05.2012 - Die Sonne anzuzapfen, um Wärme fürs eigene Haus zu gewinnen, ist für eine wachsende Zahl von Bauherren bereits Teil des energetischen Baukonzepts. Doch nur ein störungsfrei laufender Sonnenkollektor spart Energie. Fehler bei seiner Planung oder Montage können den Verbrauch an konventioneller Energie sogar höher treiben als ohne Solaranlage.


Das Problem: ökologische und ökonomische Effekte nicht ohne weiteres erreichbar

Eine Solaranlage trägt zur Energieeinsparung bei, wenn sie störungsfrei läuft. Wird sie über längere Zeit nicht ordnungsgemäß betrieben, kann das darüber hinaus die Lebensdauer verkürzen. Schon Fehler bei Planung oder Montage können zu geringeren Solarerträgen führen, in extremen Fällen gar zu einem höheren Verbrauch an konventioneller Energie als ohne Solaranlage.


Worauf kommt es an?

Es gibt verschiedene Sonnenkollektoranlagen und Konzepte mit jeweils spezifischen Betriebsweisen. Deshalb ist große Sorgfalt auf Planung, Ausführung und Betrieb einer Solaranlage zu verwenden, um die gewünschten positiven Effekte zu erzielen. Auch bei ausgereiften Solaranlagen sind Funktionsstörungen nicht auszuschließen. Funktionskontrollroutinen, die bei verdächtigen Betriebszuständen eine Warnung auslösen, sollte deshalb sofort nachgegangen werden. 

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Allerdings: Was bei der einen Anlage als Fehleranzeichen gilt, kann bei einer anderen gezielte Regelstrategie sein. Bei der Fehlersuche sollte man mit wachen Sinnen und Logik vorgehen. Signale sind u.a. Druckverluste im System, nachlassende Anlagenleistung oder geringere Laufzeiten der Solarpumpe als Sonnenscheinstunden.


Fehler vermeiden: Positionierung und Dimensionierung aufeinander abstimmen

Die Ausrichtung eines Sonnenkollektors als heizungsunterstützende Kombianlage sollte nicht mehr als 45° von der Südrichtung abweichen. Bereits in der Planungsphase muss geklärt sein, wo und wie die Anlage montiert wird. Dabei spielen Dichtigkeit des Daches, Korrosionsbeständigkeit korrespondierender Materialien und angreifende Schnee- und Windlasten eine Rolle.


Kollektor- und Speichergröße stehen in Beziehung zu Wärmebedarf und Anwendung. Abhängig von der Auslegung als Low-Flow oder High-Flow Anlage sind Solarkreispumpe und Durchmesser der Solarkreisrohre passend zu dimensionieren. Eine zu geringe Durchströmung des Kollektorkreises beispielsweise führt zu überhöhten Systemtemperaturen, was den Wirkungsgrad verschlechtert. Ist das Ausdehnungsgefäß des Solarkreises zu klein, lässt sich der Druck im Kollektor nicht halten. Dann müsste die Solaranlage nach jedem Stillstand bei Sonnenschein neu befüllt werden - ein klarer Mangel.


Achtung: Planungs- und Dimensionierungsfehler treten bei Installation zutage

Planungs- und Dimensionierungsfehler zeigen sich bei der Installation. So können unpassende Komponenten eingebaut oder passende falsch miteinander verbunden sein. Zu Montagefehlern zählt u.a., dass der heiße Kollektorvorlauf mit dem unteren Wärmetauscheranschluss am Speicher verbunden wird, weil der Installateur das als vorteilhaft für die Boilerladung ansieht. Automatische Entlüfter am Kollektor dürfen nicht ohne dazwischen geschaltete Absperreinrichtung montiert werden. Anderenfalls kann verdampftes Solarkreismedium entweichen.


Wärmedämmmaterialien und Verbindungstechniken sollten geprüft werden, denn viele sind zwar für normale Heizungstechnik, nicht aber für hohe Drücke und Temperaturen im Solarkreis geeignet. Neben Fehlern im hydraulischen Teil können Fehler in der Regelungstechnik die beste Solaranlage lahmlegen. Dazu zählen herausgerutschte Kollektorfühler, die nur die Dachtemperatur messen, Dreiwegeventile, die Solarwärme zu einem vom Regler gerade nicht gemeinten Wärmetauscher leiten oder an falscher Stelle montierte Temperaturfühler.


Darauf ist ebenfalls zu achten: technisch korrekte Inbetriebnahme

Bei Inbetriebnahme müssen Solarkreis und Kollektor mit Medium befüllt werden, bevor sich der Kollektor durch die Sonne aufheizt. Denn sonst können im Kollektor Temperaturen von über 100° C entstehen. Die Folge wären starke Temperaturschocks mit thermischen Spannungen im Material und Druckschlägen. 


Bei Frostgefahr darf der Kollektorkreis nicht mit Wasser gefüllt werden. Sonnenkollektoren verlieren Wärme in den Nachthimmel. Gerade die gute Wärmedämmung von Hochleistungskollektoren bewirkt dann ein Abkühlen der Absorber unter die Lufttemperatur. Deshalb können Frostschäden auftreten, noch bevor erste Nachtkälte im Wetterbericht erwähnt wird. Ein Frostschaden am Kollektor ist eine kostspielige Angelegenheit bis hin zum Totalausfall!


Zu kontrollieren ist auch die richtige Einstellung des Anlagendrucks, des Durchflusses und der Temperaturdifferenzen.


BSB-Tipp von Diplomphysiker Klaus Lambrecht, Partner der Lambrecht Jungmann Partnerschaft und Experte für Energieplanung im Solaroffice Rottenburg:


Sich bei seinem Bauvorhaben für eine Solaranlage und damit für regenerative Energien zu entscheiden, ist ein zukunftsweisender Schritt. Allerdings sind bei der Planung, Installation und dem Betrieb von Solarkollektoren einige Faktoren zu beachten, um die gewünschte Wirtschaftlichkeit zu erzielen. Angesichts der Größe der Investition und Vielfalt solcher Anlagen, sollten private Bauherren auf gründliche Beratung, Planung und Kontrolle durch ausgewiesene Experten und eine exakte Einweisung nicht verzichten. Einmal investiert, stellt die Sonne dann keine Rechnung mehr.



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