Solar – Nutzung der Sonnenwärme

Unter Solaranlagen versteht man Einrichtungen, die die Sonnenstrahlung direkt nutzen. In der folgenden Abbildung sehen Sie den Grundaufbau einer Solaranlage.

Wie funktioniert eine Solaranlage?

Aufbau und Funktion einer Solaranlage

Obwohl die Grundlagen der Solarthermie uralt sind, steht eine Thermieanlage (Solarheizung) für eine moderne Heizanlage und im Fokus vieler Hausbesitzer. Dies ist nicht weiter verwunderlich, zumal Sonnenenergie kostenlos und unbegrenzt verfügbar ist. Die Trinkwassererwärmung und Beheizung mit Hilfe einer solarthermischen Heizungsanlage stellt eine weitverbreitete Möglichkeit der Nutzung der Sonnenwärme dar.

Durch die Sonnenstrahlen wird die Absorberplatte der Sonnenkollektoren aufgeheizt. Durch die Wärmeübertragung von der Absorberplatte wird eine Flüssigkeit oder ein Gas, das durch ein Rohrsystem im Kollektor fließt, erwärmt, die dann zu dem Solarspeicher gepumpt wird, wo sie die Wärme über einen Wärmeaustauscher an das kalte Brauchwasser abgibt, um dann wieder zum Kollektor zu fließen.

Der Solarspeicher kann das warme Wasser mehrere Tage aufbewahren, so dass auch einige Regentage überbrückt werden können. Scheint die Sonne in den Übergangsmonaten und im Winter weniger, heizt der konventionelle Heizkessel automatisch das Brauchwasser zusätzlich auf. Doch auch dann werden die Sonnenstrahlen effizient genutzt, weil sie das kalte Wasser vorwärmen und der Heizkessel dadurch weniger Leistung aufbringen muß. Die Rohrschlangen, in denen das Wärmeträgermedium zirkuliert, ist entweder in der Absorberplatte integriert oder an ein solches Zirkulationssystem angeschlossen. Als Wärmeträgermedium verwendet man Luft, Wasser oder Mischungen aus Wasser und Frostschutzmitteln.

Zur Erwärmung von Wasser und Wohnräumen werden vor allem nicht fokussierende Sonnenkollektoren eingesetzt und üblicherweise auf Dächern montiert. Nichtfokussierende Sonnenkollektoren besitzen in der Regel eine oder mehrere optisch transparente Deckplatten, die den Wärmeverlust der Absorberplatte reduzieren und so eine größtmögliche Enerieausbeute ermöglichen. Sie weisen in der Regel einen Wirkungsgrad zwischen 40 bis 80 Prozent auf und können die Trägerflüssigkeit auf bis zu 82 Grad Celsius aufheizen.

Außer den Absorberplatten gehören Umwälzpumpe, Temperaturfühler, automatische Kontrollen zur Aktivierung der Pumpe und ein Wärmespeicher zu einem vollständigen Solarheizungs- oder Wassererwärmungssystem. Ein in den Erdboden eingelassener oder gut isolierter Tank dient als Energiespeicher.

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