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Sonne liefert warmes Wasser und unterstützt die Raumbeheizung
Themeninfo I/2008
 


Große Solarwärmeanlagen für Gebäude

Beim Thema Solarkollektoranlagen dreht sich bislang alles um die kleinen Standard- Anlagen für Ein- und Zweifamilienhäuser. Wir möchten hier den Fokus auf die vielen großen Gebäude lenken – und auf die Möglichkeit, diese mit solarer Wärme zu versorgen. Auf vielen Mietshäusern und Wohnsiedlungen, auf Hotels, Wohnheimen, Krankenhäusern und Gewerbegebäuden sind große Dachflächen ungenutzt, aber auch Fassaden und Balkonbrüstungen oder Dächer von Nebengebäuden wie Garagen stehen als Flächen für die Wärmeversorgung zur Verfügung.

Während Photovoltaik-Anlagen in allen Größenordnungen zurzeit en vogue sind und sich auch die „kleinen“ Solarkollektor-Anlagen gut verkaufen lassen, muss der Markt für die großen Solaranlagen erst noch belebt werden. Das könnte gelingen, denn große Solaranlagen bieten einige Vorzüge: Sie liefern – gerechnet auf den Quadratmeter Kollektorfläche – mehr Wärme und sind zudem kostengünstiger als Kleinanlagen. Doch welche Gebäude eignen sich besonders für große Solaranlagen? Was ist vorteilhafter: Nur Warmwasser erzeugen oder auch heizen mit solarer Wärme? Welche Dimensionierung ist unter Kostengesichtspunkten optimal, welches Anlagenkonzept hat die Nase vorn, welche typischen Planungs- oder Installationsfehler sollte man vermeiden oder was sind die Erfolgsfaktoren für erfolgreiche Projekte?

Bild 1 - themen I08 00:
Copyright:
Bild 2 - themen I08 01: Kollektorfeld auf einer Produktionshalle der Festo AG & Co. KG.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 3 - themen I08 02: Vakuumröhrenkollektoren werten die Fassade auf.
Copyright: BSW-Solar, Viessmann
Bild 4 - themen I08 04: “Wärmeverteilung mit System” Detailaufnahme aus der Heizzentrale im Hegau Klinikum, Singen.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 5 - themen I08 05: Pufferspeicher der Solaranlage des Studentendorfs Freiburg Vauban.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 6 - themen I08 06: Externer Wärmetauscher
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 7 - themen I08 07: Solaranlage zur Trinkwassererwärmung nach dem Prinzip Durchlauferhitzer“, es wird auch als „Frischwassersystem“ bezeichnet.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 8 - themen I08 08: Vorwärmsystem mit separatem TWW-Vorwärmspeicher.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 9 - themen I08 09: Einbindung der Zirkulation in die Solaranlage bei einem System mit monovalentem solarem Trinkwasservorwärmspeicher.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 10 - themen I08 10: Mittlere Einlauftemperaturen in das Kollektorfeld, Systemnutzungsgrade, solare Deckungsanteile und Kosten für das Einsparen von Endenergie bei verschiedenen Anwendungsbereichen.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 11 - themen I08 11: Blick auf eines der beiden Teilfelder des Kollektorfeldes der Solaranlage Albtherme Waldbronn.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 12 - themen I08 12: Kostendegression mit zunehmender Anlagengröße.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 13 - themen I08 13: Kollektoranlage Waldbronn im Bau.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 14 - themen I08 14: Kollektoranlage Waldbronn im Bau.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 15 - themen I08 15: Kollektoranlage Waldbronn im Bau.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 16 - themen I08 16: Plattenbau in Gera vor der Sanierung.
Copyright: TU Ilmenau
Bild 17 - themen I08 17: Preisgekrönte Sanierung der Wohnanlage in Gera.
Copyright: TU Ilmenau
Bild 18 - themen I08 17a: Kenndaten Solaranlage
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 19 - themen I08 17b: Entwicklung der Solarerträge und Nutzwärmekosten
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 20 - themen I08 18: Stagnationsuntersuchungen mit Sonnensimulator.
Copyright: ISFH, Hameln
Bild 21 - themen I08 19: Kollektor der „Nullemissionsfabrik“ der Fa. Solvis.
Copyright: Solvis GmbH, C. Richters
Bild 22 - themen I08 20: Strahlungs- und Temperatursensoren.
Copyright: J. Bühl, Ilmenau
Bild 23 - themen I08 21: Detailbild Reha-Klinik Bad Frankenhausen.
Copyright: TU Illmenau
Bild 24 - themen I08 22: Kosten der solaren Wärme bei großen Solaranlagen. Dimensionierung, Nutzung und Dämmstandard werden variiert.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 25 - themen I08 23: Einbindung der drei Verbraucherkreise in das Solarsystem bei einer Kombianlage mit separatem Kesselpuffer.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 26 - themen I08 24: Rehaklinik: Ansicht
Copyright: Xtoday-Media Verlag; TU Ilmenau
Bild 27 - themen I08 24 2: Rehaklinik: Ansicht.
Copyright: Xtoday-Media Verlag; TU Ilmenau
Bild 28 - themen I08 24 3: Rehaklinik: Schaltschema.
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 29 - themen I08 24 4: Kenndaten Solaranlage
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 30 - themen I08 24 5: Entwicklung der Solarerträge und Nutzwärmekosten
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 31 - themen I08 25: Bald wird die Nutzung solarer Wärme im großen Maßstab attraktiver sein.
Copyright: Hochschule Offenburg
Bild 32 - themen I08 26: Gut geplante Kollektoranlagen bereichern die Architektur.
Copyright: EGS-plan
Bild 33 - themen I08 27: Perspektive für die Solarsystemnutzungsgrade von thermischen Solaranlagen bei verschiedenen Anwendungen und Anlagengrößen (Systeme mit Flachkollektoren) gemäß Roadmap BMU
Copyright: Grafik: BINE Informationsdienst
Bild 34 - themen I08 28: Kostenentwicklung für die Einsparung von Endenergie durch thermische Solaranlagen in unterschiedlichen Einsatzbereichen und Größen gemäß Roadmap BMU
Copyright: BINE Informationsdienst
Bild 35 - themen I08 29: Solarhaus in Freiburg: seit dreißig Jahren warmes Wasser und Raumwärme von der Sonne.
Copyright: ISFH, K. Vanoli
Bild 36 - themen I08 30: Was Forscher damals nicht bedachten, Vögel lieben Dämmstoffe für den Nestbau.
Copyright: TU Chemnitz, Th. Urbanek
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Diese Fragen werden hier diskutiert – auf Basis von Projekten aus der Energieforschung des Bundesumweltministeriums. Die Analysen beziehen sich auf Anlagen mit einer Kollektorfläche von über 100 Quadratmetern und Gebäude unterschiedlichen Typs. Der Schwerpunkt liegt auf den kostengünstigen Anlagen zur reinen Warmwassererzeugung, doch es liegen auch erste Ergebnisse für die sogenannten Kombianlagen vor, mit denen – bei erhöhten Wärmekosten – erheblich mehr fossile Energieträger eingespart werden können.

Nicht thematisiert werden hier solar unterstützte Nahwärmenetze, Anlagen zur solaren Kühlung oder Raumklimatisierung sowie Prozesswärmeerzeugung, die einen weiteren Forschungsschwerpunkt in Solarthermie2000plus bilden.