Hallo, zusammen,
wie kann ich die höchste Energieausbeute aus Solarkollektoren in der Übergangszeit erzielen? Für den Sommer sehe ich da keine Probleme - 10 m² Flachkollektoren bei fast reiner Südausrichtung und 30 ° Dachneigung werden wohl das notwendige warme Brauchwasser erzeugen können.
Aber wie sieht das in der Übergangszeit und im Winter aus, wenn die Temperatur der Sole in den Kollektoren nicht mehr zur Brauchwassererwärmung ausreicht und ich die Solaranlage deshalb zur Heizungsunterstützung (Niedertemperatur-Fußbodenheizung in einem 3-Liter-Haus, Pellet-Primärofen Calimax Twist 80/20, Schichtspeicher mit 800-1000 l Fassungsvermögen) nutzen möchte. Sowohl die Beiträge hier im Forum als auch verschiedene Herstellerinformationen verwirren mich ehr, als dass sie aufklären.
Bringt ein Schichtenspeicher hier wirklich etwas (ich habe nicht so ganz kapiert, wie dieses Speicherkonzept funktioniert)? Und was hat es mit der öfters erwähnten Direkteinspeisung in die Heizung per externem Wärmetauscher auf sich? Ergänzen sich diese beiden Konzepte oder schließen sie sich ehr aus? Gibt es noch besseres (wobei die Kosten aber im Rahmen bleiben sollen)?
Ich hoffe, Ihr/Sie könnt/können mir ein bisschen helfen!
Maximierung der Energieausbeute aus Solarkollektoren
BAU-Forum: Nutzung alternativer Energieformen
Maximierung der Energieausbeute aus Solarkollektoren
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Fassadenkollektor
müsste den optimalen Ertrag bringen. Einfach groß genug machen. -
Röhren sind besser
aber teurer und der Zuschuss geht auf die Fläche, nicht auf die Qualität. Wenn eine WP da ist, könnte man (beschäftige mich grad mal wieder intensiver damit) den Solarkollektor an einen sep. Speicher anschließen und mit der WP dann die wenige Wärme an den Brauchwasserkreislauf überführen ... derzeit aber alles Beta ...
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Optimale Energieübergabe Solarflüssigkeit => Speichermedium/Heizung
Danke für die ersten Antworten,
aber es geht mir nicht darum, die Sonnenenergie optimal einzufangen, sondern die eingefangene Wärme optimal zu nutzen, sprich möglichst effektiv in Brauchwasseraufheizung bzw. Heizungsunterstützung zu bekommen.
Deshalb noch einmal zur Verdeutlichung: warum soll ein Schichtenspeicher - gerade in Verbindung mit einer Solaranlage - besser sein als ein 'normaler' Speicher? Und bringt es bei Soletemperaturen von 28 °C-35 °C (Fußbodenheizung-Vorlauftemperatur) etwas, die Einlagerung in den Speicher durch einen direkten Wärmetauscher Sole/Heizung zu umgehen?
Fassadenkollektoren sind bei mir übrigens nicht einsetzbar, da fast die gesamte Südseite verglast ist (mit entsprechendem Sonnenschutz, um entsprechenden Warnungen vorwegzukommen), und der Mehrpreis der Röhrenkollektoren steht m.E. in keinem vernünftigen Verhältnis zu guten Flachkollektoren.
Gruß an alle -
Schichtenlader - genüber schlichtem Kessel:
mir hat das ein Fachmann so erklärt:- Schichtenlader:
In der Übergangszeit wird der Kollektor mit minimalem Durchfluss betrieben, sodass die Wassertemperatur (wenn möglich) der gewünschten Brauchwassertemperatur entspricht. Der Schichtenlader ist nun so gebaut (s. Link 1, oder als . avi Link 2 => Produkte => Solartechnik => Solarspeicher => Thermosiphon, Ladeverhalten..), dass dieses Wasser gemäß seinem spezifischen Gewicht, dass es bei der bestimmten Temperatur hat nach oben steigt und wenn es nicht weiter kommt, da es drüber wärmer = leichter ist in die Schicht, die seiner Temperatur entspricht einschichtet. Verständlich? So erhält man bei wenig Sonne wenig Wasser, das aber mit einer brauchbaren (hohen) Temperatur.
- konventioneller Speicher:
Der erwärmt sich an kalten Tagen gleichmäsig von 10 Grad am morgen bis 30 Grad am Nachmittag (so bei uns im Oktober). Wenn oben im Speicher noch heißes Wasser ist (55 Grad), wird es sich NICHT mit dem solar vorgewärmten Wasser (kleiner 30 Grad) mischen, da die Wichteunterschiede zu groß sind.
- Vergleich:
Der Schichtenlader liefert also länger brauchbare Temperaturen, ohne dass nachgeheizt wird - vorausgesetzt, man benötigt halt nicht so viel Wasser. Dafür läuft aber der Solarkreis mit maximal möglicher Temperatur und hat dadurch mehr Verluste.
Der konventionelle Speicher wird mit geringeren Temperaturen im Solarkreis laufen und hat damit den bessten Wirkungsgrad, kann aber keine brauchbaren Temperaturen mehr erreichen, sondern das Wasser nur vorwärmen. Dadurch muss mehr nachgeheizt werden, dass ist in der Summe natürlich ungünstiger.
Persönliches Fazit, hätte ich den Sch ... nur nie eingebaut! Wir benötigen so wenig warmes Wasser, dass das Ding im Sommer dauernd die Solarflüssigkeit verdampft - da brauchen wir noch weniger WW, ist ja eh schon heiß genug. Im Winter kannst Du das sowieso vergessen und in Frühjahr und Herbst bringt der auch nicht viel. Das rentiert sich nie und nimmer. -
Schichtenspeicher hat Vorteile
Ein normaler Solarspeicher heizt den unteren Speicherbereich so ähnlich wie ein Kochtopf. Es wird zuerst im unteren Bereich gleichmäßig warm. Erst wenn der untere Bereich warm genug ist, wird der obere Bereich über die Schwerkraft erwärmt, denn warmes Wasser ist leichter als kühleres.
Der Pelletofen gibt die Wärme an den oberen Bereich mit einer Temperatur zwischen mindestens 60 und circa 80 Grad ab, wobei es ausreicht den oberen Bereich auf eine Mindesttemperatur von 45 - 50 Grad zu erwärmen. Die Solarenergie im unteren Bereich wird oft fast gar nicht genutzt, weil der gesamte untere Speicherbereich Temperaturen von deutlich über 50 Grad in der Heizperiode sehr selten erreichen wird. Der Speicher gibt dann die Wärme sukzessive an den Aufstellraum ab. Dann haben sie Solarerträge mit denen Sie gar nichts anfangen.
Es gibt verschiedene Schichtenspeichersysteme. Manche funktionieren rein über die Schwerkraft, andere über Ventile. Wichtig als die technischen Unterschiede ist, dass der Speicher und die Kollektoren zusammenpassen. Kaufen Sie beides möglichst im Paket - besser noch ein Gesamtpaket inklusive Ofen.
Gemeinsam ist allen Speichern ist, dass das Wasser in einen temperaturähnlichen Bereich eingeschichtet wird. Ist das Kollektorwasser 30 Grad warm, dann wird ein knapp 30 Grad warmer Bereich erwärmt. Steigt die Temperatur im Kollektor auf 50 Grad, so wird ein knapp 50 Grad warmer Bereich erwärmt usw. Im Regelfall steigt auch noch die Vorlauftemperatur des Kollektors erheblich. Dies ermöglicht noch einmal deutlich höhere und damit verwertbare Wassertemperaturen. Zumindest beim Brauchwasser geht es dann andersrum. Das Wasser kommt von unten in den Speicher und nutzt dann die niedrigen Temperaturen im unteren und mittleren Bereich zum Vorheizen des Brauchwassers. Für das Warmwasser des Heizungsbereichs wäre eine schichtweise Entladung gerade in Verbindung mit einer Niedertemperaturheizung wie bei Ihnen Herr Clemens wünschenswert. Mir ist so ein Speicher nicht bekannt. Ich kenne keinen - bin aber Laie. Sie müssen daher den Heizungsvorlauf nach oben legen. Auch wenn die Temperatur dort höher als die benötigte Temperatur ist.
Wir haben bislang mit unserem Schichtenspeicher in Verbindung mit Vakuumkollektoren gute Erfahrungen gemacht. An sonnigen Tagen ersetzt die Solaranlage den Ofen zum Teil ganz, weil der Speicher bei hohen Kollektoren den oberen Bereich erwärmt. Man erhält im Vergleich zu normalen Speichern öfter die Temperatur, die man nutzen will. Keiner badet gerne in 30 Grad warmen Wasser - auch wenn man davon Unmengen hat. Eine kleinere Menge ausreichend warmes Wasser ist dagegen Gold Wert.
An den wirklich sonnigen Tagen wird die Heizung in Ihrem sehr gut isolierten Haus mit Südfenstern tagsüber oft ausbleiben. Das direkte Einleiten in den Heizungskreislauf dürfte daher meiner Meinung nach ebenso wie ein externer Wärmetauscher nicht viel bringen. -
Schichtweise Entladung ...
ist genau der Punkt, den ich bei den Schichtenspeichern nicht gefunden habe. Die Physik des Einlagerns in verschiedenen Ebenen des Speichers ist mir klar, nur wie kommt man bei der Heizung an die Schicht mit der benötigten Temperatur heran? Je nach Sonneneinstrahlung und Brenndauer des Ofens liegt die Schicht mit der für die Heizung optimalen Temperatur in ganz unterschiedlichen Höhen, wie wird da immer der passende Bereich angezapft? Gleiches gilt für den Kesselzulauf: wie wird geregelt, aus welchem Bereich das entsprechende Wasser genommen wird. Es wäre ja immerhin sinnvoll, die auch in der Übergangs- und Winterzeit nutzbare solare Wärme in den unteren Bereich des Speichers einzuladen und dann von hier aus den Kessel/Ofen mit Wasser zu versorgen. Aber weil am Tage zeitweise die Sonne geschienen hat und ein Teilbereich irgendwo in der Mitte des Speichers noch mit etwas höheren Temperaturen geladen ist, wäre es doch viel sinnvoller, aus diesem Bereich das Wasser zum Kessel/Ofen zur Erwärmung zu verwenden. Nur wie?
Viele Grüße aus dem sonnigen Rheinhessen -
Schichtweise Entladung
Die schichtweise Entladung für die Heizung könnte bei der mechanischen Schichtung - mit Hilfe von ansteuerbaren Ventilen theoretisch relativ leicht durchgeführt werden.
Wir sollten realistisch sein. In der Hauptheizperiode ist die wirklich verfügbare Energie relativ gering. Bei uns gab es im November 2 - 3 Tage an denen der Ofen ausblieb und die Solaranlage in unserem Passivhaus mit vier Personen die nötige Energie zur Verfügung gestellt hat.
Wenn die Sonne scheint, wird auch der obere Bereich stundenweise erwärmt. Bei gemischten Wetter wird der mittlere Speicherbereich erwärmt und damit das Brauchwasser leicht vorgewärmt. Bei ganz trüben Wetter ist der solare Ertrag nahe bei 0.
Die Solarerträge werden relativ gut ausgenutzt. Weitere Maßnahmen würden nach meiner Einschätzung nur sehr wenig bringen.
Den Ofenrücklauf würde ich auf keinen Fall nach unten verlegen.
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