Solarsysteme – Die Kraft der Sonne nutzen

Solarenergie – das Angebot der Sonne

Mit Hilfe von Kollektoren kann die Sonnenstrahlung in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt und für verschiedene Zwecke genutzt werden. Herzstück des Kollektors ist der Absorber – eine dunkle Fläche aus Kupfer, Edelstahl, Alu oder Kunststoff, die von einem Wärmeträgermedium durchströmt wird.
Die Absorberschicht wandelt einfallendes Sonnenlicht in langwellige Wärmestrahlung um.

Brauchwassersolar – Erwärmung des Wassers durch Sonnenenergie

Sonnenwärme, durch Kollektoren eingefangen, heizt Ihr Brauchwasser auf und unterstützt Ihre Heizung. 
Besonders in den Sommermonaten können Sie mit durchdachten Solar-Wärme-Systemen eine beachtliche Einsparung erzielen.

Mit Solarkollektoren, bei einer Größe von ca. 4 qm in Aufdachmontage, wird das Brauchwasser mit Sonnenenergie erwärmt. In den Sommermonaten von Mai bis September reicht diese Größe in der Regel für einen Zweipersonenhaushalt aus.

Eine Solaranlage kann den Bedarf an Warmwasser an mindestens 200-250 Tagen im Jahr alleine liefern, wenn sie richtig dimensioniert ist.

Eine Solaranlage zur Brauchwassererwärmung ist mit jedem Heizsystem kombinierbar und kann auch nachträglich in (fast) jedem Haus installiert werden.

Ein vorhandener Warmwasserboiler kann weiter verwendet werden, sofern er ausreichend groß ist und über zwei Wärmetauscher verfügt. Bei vielen Warmwasserspeichern kann über einen vorhandenen Flansch ein Wärmetauscher nachgerüstet werden. Zu kleine Boiler können mit einem zusätzlichen Speicher erweitert werden.

Hierbei muss aber genau abgewägt werden, ob ein Austausch des Speichers am Ende nicht einfacher und preiswerter ist.

 

Solare Raumheizung bzw. Heizungsunterstützung

Ein noch größerer solarer Ertrag (und damit Brennstoffsubstitution) kann erreicht werden, wenn zusätzlich zur Brauchwassererwärmung die Solaranlage für die Raumheizung genutzt wird.
Je nach Konzept und Dimensionierung kann damit der Heizenergiebedarf teilweise, überwiegend oder sogar ganz gedeckt werden. Prinzipiell kann die Solaranlage mit jeder anderen Energieart kombiniert werden (siehe solare Heizungskonzepte).

Um einen wesentlichen Teil der Heizenergie solar decken zu können, ist ein sinnvolles Gesamtkonzept nötig.

Ein hoher solarer Deckungsgrad kann nur erreicht werden, wenn folgende Voraussetzungen erfüllt werden:
Um einen niedrigen Heizenergiebedarf zu erreichen, muss das Gebäude optimal wärmegedämmt sein.

Bei Häusern, die nach der geltenden Wärmeschutzverordnung gebaut sind, sollte dies der Fall sein.
Das Gebäude sollte über ein Niedertemperatur-Heizsystem mit einer maximalen Vorlauftemperatur von 45° C verfügen (z.B. Wandflächenheizung, Fußbodenheizung oder großflächige Niedertemperatur-Heizkörper).
Je niedriger der Heizenergiebedarf, desto weniger wirkt sich die Art des Heizungssystems aus.

Ausrichtung und Neigung des Daches bzw. der Kollektoren müssen stimmen – hier gelten strengere Anforderungen als an die solare Brauchwassererwärmung. Brauchbar sind Dachflächen, die nicht mehr als 30° in östlicher und maximal 45° in westlicher Richtung von Süden abweichen und eine Neigung von wenigstens 25° aufweisen. Diese Werte sind jedoch als Mindestanforderungen zu betrachten.

 

Photovoltaik – Energie im Überfluss

Eine der technisch elegantesten Lösungen ist die direkte Erzeugung von Strom aus Sonnenlicht. Moderne PV-Module erreichen eine Mindestlebensdauer von 30 Jahren bei einem garantierten Leistungsabfall von weniger als 20%.

20 Jahre ohne Stromrechnung.

Die Photovoltaik nutzt den inneren Photoeffekt: Eingestrahltes Licht löst Elektronen aus ihrem Bindungszustand heraus.

Bei Halbleiterkristallen verlassen die Elektronen den Festkörper nicht, werden aber im Kristall frei beweglich, wodurch sich die elektrische Leitfähigkeit erhöht.

Unter Halbleitern versteht man Stoffe, deren elektrische Leitfähigkeit bei Zimmertemperatur zwischen der von Metallen und der von Isolatoren liegt, die jedoch mit zunehmender Temperatur ansteigt.

Je nachdem, ob sie zur Leitung Elektronen abgeben oder aufnehmen, unterscheidet man n-leitende und p-leitende Halbleiter.

Dieses Verhalten kann man durch den Einbau bestimmter Fremdatome wie Bor oder Phosphor in den Halbleiter erzeugen.

Durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz wird eine Rückvergütung von bis zu 51 Cent pro kWh bis 2020 garantiert. Eine PV-Anlage mit 1.500 KWatt Spitzenleistung erzielt dadurch Einnahmen von über 500 € pro Jahr.

Neben der Stromproduktion von 1.000 kWh im Jahr überdachen die hagelsicheren PV-Module den Balkon. Diese Lösung spart Material und kann für Wintergärten, Gewächshäuser, Terrassen etc. alternativ zum herkömmlichen Sonnenschutz eingesetzt werden.