Solaranlage mit Wärmespeicher
Die Solaranlage dient zur Brauchwassererwärmung und zum Beheizen des Hauses. Das Haus liegt in knapp 1000m Höhe, was zur Folge hat, dass auch bei Wetterlagen mit Talnebel etc. dort oben noch die Sonne scheint;
aber auch in Norddeutschland dürfte man ähnliche Effekte zumindest mit einer grösseren, z.B. doppelten Fläche an Solarkollektoren (also 40m2) und evtl. mehr Speichervolumen erzielen.
Funktionsweise: In 20 qm Vakuum-Solarkollektoren wird durch die Sonnenstrahlung nicht direkt das Brauchwasser sondern zunächst ein Glykol-Wasser-Gemisch erwärmt.
(Grund: die Anlage soll ja vor allem auch im Winter Wärme liefern und in den Nächten frostsicher sein).
Der Kreislauf mit dem Wasser - Glykolgemisch wird bei Überschreiten einer einstellbaren
Temperaturdifferenz (dazu dient ein sogenannter Solarregler) per elektrischer Pumpe in Gang gesetzt.
Die Solarflüssigkeit wird in einen Wärmetauscher geleitet, der den Solarspeicher - genauer: den Wärmespeicher aufheizt.
Solarspeicher / Wärmespeicher (Bild rechts), Prinzip: Der Trick bei einem Schichtspeicher als Solarspeicher besteht darin, dass sich oben das heisseste Wasser und unten das kälteste Wasser sammelt.
Das hat zur Folge, dass in den Solarkollektor nicht, wie sonst üblich, mehr oder minder schon bereits stark erwärmtes Wasser
gelangt, sondern gezielt immer nur das allerkälteste Wasser des gesamten Systems, was den Wirkungsgrad der Kollektoren (bzw. die dort absorbierte
Wärmemenge) verbessert. Besonders im Winter kann man dadurch (zusammen mit den gut isolierten Vakuum-Kollektoren)
bereits dann schon zumindest den unteren Bereich des Wärmespeichers
erwärmen, wo hingegen Systeme ohne Schichtspeicher als Solarspeicher eine unnötig höhere Vorlauftemperatur haben.
noch mehr Wärme speichern durch Kristallisationswärme:
Alternativ kann man den Solarspeicher mit Salzen wie Natriumacetat
(genauer: Natriumacetat-Trihydrat, 58°C Schmelztemperatur, 160J/g) oder
Glaubersalz (Natriumsulfat, Schmelzpunkt 32,5°C) füllen, die bei Erwärmung schmelzen und beim Auskristallisieren
dann wieder ihre Kristallisationswärme abgeben. Dieser Phasenübergang speichert noch etwas mehr Wärme
als Wassser - allerdings kostet eine solche Füllung natürlich auch mehr.
Auch im Winter sollte selbst bei Minusgraden problemlos - zumindest, wenn die Sonne scheint -
eine Vorlauftemperatur von 40 Grad und mehr erreicht werden, so dass diese Temperatur sowohl für Badewasser als auch für Fussbodenheizungen vollkommen ausreicht.
Allerdings kommt es nicht nur auf die Temperatur an, sondern auch sehr auf die Menge des erwärmten Wassers;
jedes Solarsystem kann man durch Verringerung der Durchflussgeschwindigkeit auf sehr hohe Temperaturen bringen, so dass
der Laie dann denkt, er hat eine besonders gute Solaranlage, weil seine 70 Grad statt wie beim Nachbarn nur 50 Grad liefert.
Nur: 10 liter Wasser mit 70° enthalten eben sehr viel weniger Energie als 50 l mit 40° !
(genauer: 10 l Wasser, die man auf 70°C erwärmt, enthalten bei z.B. 20° Anfangstemperatur
nur ca. die Hälfte von 50l mit 40°, ergibt sich aus Temperaturdifferenz mal Volumen).
;)
;)
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