Solaranlagen
Solaranlagen zur Warmwasserbereitung, die kennt heute fast jeder. Mit seinen
Selbstbaukursen war das Ökozentrum Neustift in Südtirol einer
der Wegbereiter für diese Technik. Inzwischen sind über 3.650
Solaranlagen mit mehr als 36.400 m² in Südtirol installiert und
das ist pro Einwohner fünf mal mehr als der EU-Durchschnitt.. Trotzdem
liegt der solare Beitrag am gesamten Endenergiebedarf bei nur 0,7%, was
bedeutet, dass auch in Zukunft alle Anstrengungen gemacht werden müssen,
um die Nutzung der Solarenergie auszubauen. Die Förderung durch die
Landesregierung ist hier eine große Hilfe.
Inzwischen sind die Bauteile der üblichen Solarsysteme zur Warmwasserbereitung
technisch ausgereift und selten Ursache einer Störung. Mögliche
Mängel, die oft nicht von den Nutzern bemerkt werden und erst nach
Jahren zur Funktionsstörung führen können, liegen häufig
bei einer fehlerhafte Anbindung der Solaranlage an das konventionelle System
und bei der ebenfalls häufigen Überdimensionierung von Kollektorfläche
und Solarspeicher.
Leider zeigt auch die Erfahrung, dass Hersteller und Planer immer wieder
der Versuchung erliegen, möglichst viele Betriebsvarianten abzudecken,
um somit auch noch die "letzte Kilowattstunde" aus dem System
herauszuholen. Das Resultat sind dann kompliziert aufgebaute Anlagen mit
schlechten Aufwand-Nutzen-Verhältnissen.
Wird eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung installiert, muss der Bauherr
oder die Bauherrin erst einmal die fachpraktische Kompetenz des beauftragten
Unternehmen unterstellen. Durch die Beachtung folgender Planungsparameter
und deren Diskussion mit dem Techniker kann aber die Planungsqualität
verbessert werden. Eine große Hilfe ist dabei immer die Unterstützung
durch einen unabhängigen Energieberater.
Grundschema einer Solaranlage zur Warmwasserbereitung
Strahlungsangebot
Um zu einer sinnvollen Auslegung für das Strahlungsangebot zu
kommen, muss entschieden werden, in welchen Perioden bzw. unter welchen
Bedingungen die Solaranlage in der Lage sein soll, den Energiebedarf zu
decken. Die folgende Grafik zeigt zum Beispiel auch, dass die Unterstützung
der Raumheizung durch eine Solar-Anlage bei einem NiedrigEnergieHaus deutlich
größer und damit wirtschaftlicher ist, als bei einem konventionellen
Neubau mit Mindestwärmeschutz.
Da der Energiebedarf für Warmwasser während des gesamten Jahres
etwa konstant ist, wurden viele Solaranlagen für die über das
gesamte Jahr gemittelte Tagessumme der solaren Einstrahlung ausgelegt. Dies
hat zur Folge, dass in den Sommerperioden mit hohem Strahlungsangebot die
von der Solaranlage lieferbare Energiemenge den wahren Bedarf bei weitem
übersteigt. Resultate: Die Überschussenergie, die mit einem zu
gross ausgelegten Kollektorfeld "erkauft" wird, kann nicht genutzt
werden. Hohe Stillstandstemperaturen belasten das Material (Kollektor, Schläuche,
Rohrleitungen, usw.) der Solaranlage unnötig und führen zu einem
schnelleren Verschleiß.
Erfahrung renommierter Solarinstitute belegen, dass es zweckmäßiger
ist, eine Anlage zur Warmwasserbereitung im Normalfall auf das hohe Strahlungsangebot
während der Schönwetterperioden im Sommer auszulegen. Damit reduziert
sich die zu installierende Kollektorfläche, die Anlage wird billiger,
der Wirkungsgrad steigt und die thermische Belastung durch Stillstand der
Anlage sinkt.
Energiebedarf
Der häufigste Fehler, der bei vielen in der Vergangenheit installierten
Solaranlagen gemacht wurde, besteht darin, dass vor der Planung keinerlei
Verbrauchsmessungen durchgeführt wurden. Der Energiebedarf wurde vielmehr
anhand von subjektiv geprägten Verbrauchsangaben oder Richtwerten aus
den diversen Normen abgeschätzt. Beides Planungsgrundlagen, die nur
in den seltensten Fällen den Energiebedarf richtig beschreiben und
ebenfalls die Ursachen für überdimensionierte Solaranlagen sind.
Vor einer Bestimmung der Anlagengröße für ein bestehendes
Gebäude sollte deshalb unbedingt der konkrete Ist-Warmwasserbedarf
erfaßt werden. In der Regel ist dies einfach mit dem Einbau eines
Wasserzählers im Kaltwasserzulauf zum bestehenden Warmwasserspeicher
zu bewerkstelligen.
Anforderung an die Systemleistung
Wegen der schlechten Nutzungsgrade von alten Heizkesseln versucht man oft
das Solarsystem so groß zu dimensionieren, dass der Kessel im Sommer
völlig ausgeschaltet bleiben kann und die Solaranlage einen 100%igen
Deckungsbeitrag liefert. Die Folge ist wieder eine Überdimensionierung,
deren negative Folgen bereits beschrieben wurden. Sinnvoller in solchen
Fällen ist es, die vorhandenen Geldmittel zuerst für die Sanierung
des veralteten Kessels einzusetzen, bevor eine Solaranlage installiert wird.
Die Effizienz moderner Kessel (siehe Brennwertkessel) hat sich inzwischen
deutlich erhöht und eine eventuelle Nachheizung des Brauchwarmwassers
in den Sommermonaten ist heute ohne weiteres ökonomisch und ökologisch
vertretbar.
Fazit
Vor der Planung den Warmwasserverbrach messen oder die Richtwerte defensiv
anwenden. Effiziente Solaranlagen sind eher "knapp" ausgelegt,
wobei der Zubau weiterer Kollektorfläche vorgesehen werden kann. Die
Hydrauliker und Planer sollten in jedem Fall angehalten werden, den Nutzen
einer großzügigen Auslegung erstens zu belegen und zweitens auch
zu garantieren. Gute Solaranlagen sind einfach aufgebaut und mit geringer
Zusatzenergie und Regelaufwand zu betreiben. Knapp ausgelegte Solaranlagen
haben einen niedrigeren Preis, einen hohen Wirkungsgrad und garantieren
eine ausreichende Deckung des Jahresenergiebedarfs für die Warmwasserbereitung.
Voraussetzungen für eine nachhaltige Verbreitung der Solartechnik,
für eine spürbare Entlastung unserer Umwelt und sinnvolle Verwendung
der Fördergelder.
Uwe Ringleb
Energie- und Bauexperte
Ökozentrum Kloster Neustift