Technik

So funktioniert eine Solaranlage

Solaranlagen nutzen die Sonne auf relativ einfache und dabei äußerst effiziente Weise. Schwarz beschichtete Absorber aus Kupfer oder Aluminium fangen die Sonnenstrahlen ein und geben die Wärme an das Wasser ab, das sie durchströmt. Jeder kennt diesen Effekt vom Gartenschlauch, der nach einiger Zeit in der Sonne ziemlich heißes Wasser enthält. Die Absorber sind mit spezieller Beschichtung versehen, um möglichst wenig der erzeugten Wärme wieder an die Umgebung abzugeben. Die Absorber werden mit Glas abgedeckt, rückseitig gedämmt und mit einer Metall- oder Holzummantelung dicht verschlossen, so dass möglichst wenig der wertvollen Sonnenwärme wieder nach außen dringen kann. So entsteht der sogenannte Sonnenkollektor, mit einem Wirkungsgrad von meist über 40 Prozent, d.h. aus den bei uns rund 1.000 kWh Sonneneinstrahlung pro Quadratmeter (m²) und Jahr werden rund 400 kWh Warmwasser gewonnen. Diese wird in einem Solarspeicher gesammelt und in die Sanitär- und Heizungsinstallation im Haus eingespeist.

Die Einzelteile einer Solaranlage zeigt das folgende Schema:

Die eingestrahlte Sonnenenergie wird vom Kollektor (1) in Wärme umgewandelt. Diese Wärme wird über ein Wärmeträgermedium (Wasser-Frostschutzgemisch) in Rohrleitungen (2) mit Hilfe einer Umwälzpumpe (6) zum Wärmetauscher (4) transportiert und auf das noch kalte Wasser des Speichers (3) übertragen.

Schema einer thermischen Solaranlage

Quelle: AEE INTEC

Das über den Wärmetauscher abgekühlte Arbeitsmittel fließt erneut in den Kollektor zurück. Eine elektronische Steuerung (7) vergleicht laufend die Temperatur im Kollektor mit der kältesten Temperatur ganz unten im Speicher und setzt die Pumpe in Betrieb, wenn es im Kollektor wärmer als im Speicher ist. Durch den Einbau einer Zusatzheizung (5) steht auch bei geringer Sonneneinstrahlung genügend Brauchwasser zur Verfügung.

Zur weiteren Grundausstattung der Anlage gehört je ein Thermometer (8) in der Vor- und Rücklaufleitung, die am besten in der Nähe des Speichers montiert werden. Durch das Ausdehnungsgefäß (9) werden Volumenänderungen der Flüssigkeit bei wechselnden Temperaturen ausgeglichen und somit der Betriebsdruck der Anlage gleichmäßig gehalten. Die Schwerkraftbremse (11) verhindert bei Stillstand der Anlage den Rückfluss der Wärme nach oben zum Kollektor und verhindert somit ein abkühlen des Brauchwassers. Ein Überdruckventil (10) sorgt dafür, dass bei überhöhtem Systemdruck Flüssigkeit entweichen kann. Ein Entlüftungsventil (12) wird an der höchsten Stelle montiert, um ein entweichen der in den Leitungen befindliche Luft garantieren zu können.