Warum ausgerechnet Sonne ................: Solar-Wärme-Kollektoren, Solartechnik

Solarenergie - ein anhaltender Trend.

Was ich von Trends halte, schrieb ich schon. Solange diese Trends nicht einseitig, vielleicht sogar manipuliert sind, ist es ein gutes Zeichen. Aber was ist wenn?

Wenn dem Bürger (Person in einer Region, die für Entscheidungen Dritter gerade zu stehen hat) nicht erklärt wird, was seine Investition für einen Sinn macht, außer innerhalb von 20 Jahren den Investitionsbetrag wieder gutgeschrieben zu bekommen, um Eigentümer der Sache (Solarstrom/PV) zu sein. Wenn der Kreditgeber im gleichen Zug Sicherheiten in Form von Grundbucheinträgen verlangt obwohl ja eine Abtretung der Gesetzlich garantierten Subventionen gewährleistet (oder nicht ist?) ist. Worum geht es? Geht es um Macht?

Oder sind die Mächtigen unwissend. Oder gibt es einen Plan. Von so einem Plan lese und höre ich nichts in den dafür zuständigen Organen, natürlich können nur diese Organe handeln. Aber beide brauchen einander, sie müssen zusammenarbeiten kooperieren.

Sollte diese Kooperation nicht gewünscht (bewußt oder unbewußt) sein, kann es vorkommen, dass die Bürger für dann nötige zusätzliche Investitionen (Netzausbau) wiederum zum Aderlaß (Kasse) gebeten werden.

Wir haben nun schon gelernt, dass es findige Menschen gibt, die eine Situation (Solarstrom) schaffen, weil sie dann unbemerkt einer anderen Person oder gar eine Menge von Personen erklären können, dass preisliche Erhöhungen nötig sind, um den Netzausbau der gerade dadurch nötig wurde, zu finanzieren. Aber vergessen zu erwähnen, dass dieser Netzausbau ja schon längst durch die EVU (Energieversorgungsunternehmen) hätte vorgenommen sein müssen.

Aber das wollte ich nicht schreiben, dass ich es doch tat ist als Einleitung zu verstehen. Es geht um 85% Wirkungsgrad.

Die thermische Nutzung der Sonnenenergie leidet in Germany erheblich. Obwohl es seit fast 50 Jahren Menschen gibt, die diese friedliche Technik einsetzen, dabei oft als alternative oder Individualisten belächelt sind.

Es wird aus meiner Sicht nicht klar vermittelt, dass Sonnenenergie sich in unterschiedliche Bereiche aufteilt. Ein Bereich ist schon umfassend im obersten Teil gefasst. In diesem Teil geht es um die Solarwärme.

Anspruchsvolle Bauten brauchen maßgeschneiderte Lösungen, die den kompletten Energiebedarf und nicht nur fünf Prozent davon decken.

Die Nachfrage nach Solarwärmeanlagen, die mehr als 5% des Energiebedarfs von Einfamilienhäusern decken, ist seit 2006/7 auf einen Tiefstand zurückgefallen. Dabei werden von unserer "Zunft" Landauf, Landab doch obige 2-4 Kollektoren verkauft. Es gibt jedoch zünftige Solarbetriebe, die willens sind 20-50% des Energiebedarfs ihrer Kunden im Einfamilienhauses und Mehrfamilienhausbereich zu decken, in manchen Häusern sind 100% möglich.

Wenn es so weiter geht, und es gibt eigentlich keine Anzeichen dafür, dass dies nicht der Fall wäre, könnte der Einbau von Solarwärmeanlagen zumindest im Einfamilienhausbau schon bald zum Erliegen kommen.

Spätestens dann, wenn die Besitzer ihr zusätzliches Heizgerät (Gas- oder Ölkessel, Brennwert) abschalten, würden sie feststellen, dass sie nicht ausreichend über mehrere Tage warmes Wasser haben.

Dann würden sie, die stolzen Besitzer eines Buderus, Vissman oder Vaillant Solarpaketes (Sorry wenn ich da eine Firma vergessen habe...bitte melden, ich werde euch erwähnen) sich doch auf den Arm genommen fühlen.

Aber es zählen auch Solarfirmen zu denen, die Mogelpackungen anbieten. Solarwärmetechnik, so selbstverständlich wie der Einbau von Fenstern und Türen, wäre dann Zukunftsmusik. Denn der Kunde will Öl oder Gas einsparen.

Ein großer Teil der professionellen Planer, der Architekten, hält sich jedoch in zahlreichen Fällen lange zurück , was die Einbindung der thermischer Solarenergie betrifft. Und dies vielfach aus rein gestalterischen Gründen und Unwissenheit was für die zuerst erwähnten Idealisten kaum nachvollziehbar ist.

Tatsächlich aber ließen sich die früher üblichen Kollektoren in viele Bauten kaum einbinden, ohne größere ästhetische Wunden zu hinterlassen.

Es sind heute viele Möglichkeiten der Gestaltung mit Sonnenwärmeflachkollektoren möglich, zum Beispiel......

.....eine nach Süden ausgerichtete Giebelfläche. Ästhetik als Bremse oder Motivation? Bei zahlreichen Gesprächen mit Architekten und anspruchsvollen Planern und Bauherren wurde festgestellt, dass viele Bestandsbauten nicht unbedingt den Anforderungen (Südausrichtung) entsprechen, die für gewöhnlich angenommen werden.

Die Montage der Kollektoren auf Gestellen am Flach- oder Pultdach, aufwendige Umplanungen für "falsch" ausgerichtete Giebeldächer im Sanierungsfall oder die externe Aufstellung der Kollektoren irgendwo

auf dem Grundstück sind eben nicht Jedermanns Sache.

Zum Anderen galt lange Zeit, dass der Kollektor in einer Neigung von idealerweise 55 Grad anzubringen sei, weil nur so die Energieausbeute optimal wäre, dieser Gesichtspunkt ist zu einseitig. Und läßt sich nur konkretisieren, wenn der Energieverbrauch bekannt ist. Und daraus festgelegt wird, was der Kunde möchte. Nur warmes Wasser oder Heizungsunterstützung, hier ist das Warmwasser in der Regel integriert oder vollständige Deckung des Wärmeenergiebedarfs.

Die Integration der Kolleketoren in die Fassade macht Sinn, wenn die Dachneigung nicht ausreichend steil ist. Dagegen wurden aber Bedenken von Bauphysikern angeführt. Die Bedenken der Bauphysiker, die vor allem Probleme mit der Kondensation durch die Diffusionsdichte der Glasflächen befürchteten, erwiesen sich in mittlerweile 15 jähriger Praxis als unbegründet und nicht haltbar. Durch den Aufbau der Kollektoren mit Holz, als sehr diffunsionsfähiges Trägermaterial, funktioniert der Feuchtigkeitsaustausch auch ohne Hinterlüftung der Kollektoren ohne Probleme! Jedoch verlangen DIN und Norm nach einer Hinterlüftung.

Die auf den ersten Blick gesehene Jahres-Energieausbeute beim senkrecht integrierten Fassadenkollektor ist geringer als beim "55 Grad-Kollektor" auf dem Dach. Der rechnerische Mehrertrag der schräg montierten Kollektoren resultiert aber im Wesentlichen aus der besseren Ausbeute in der Sommerzeit. Im lotrecht montierten Kollektor sind die Temperaturen im Sommer tatsächlich nicht so hoch - was aber im Bezug auf die thermischen Belastungen des Systems sogar vorteilhaft ist. Im Winter aber kann der lotrechte Absorber das flacher einfallende Sonnenlicht besser nutzen, der solare Wärmeertrag ist somit höher, wenn dieser Mehrertrag auch genutzt werden kann. Dieser Kollektor bleibt sauber und wird nicht zugeschneit

Null Problem, statt Null Ertrag. Im Winter besteht für herkömmlich montierte Solaranlagen außerdem die Gefahr, dass der Ertrag auf Null sinkt, wenn Schnee auf den Flachkollektoren und Eis die Röhrenkollektoren Schach matt setzen.

Für den senkrecht Fassadenintegrierten Kollektor ist das natürlich "Null-Problem". Der Ertrag des Fassadenkollektors ist auch, durch die in der Praxis immer wieder bewiesene geringere Verschmutzung, höher. Wer geht schon auf das Dach um das Kollektorglas abzuwischen, auf dem Schmutz, Staub und Rußpartikel mit den Jahren für gewaltige Ertragsminderungen sorgen? Das trifft besonders die Exemplare die nicht steil genug montiert sind.

Der Fassandenintegrierte Kollektor dagegen ist Teil des Hauses, gut sichtbar und gut erreichbar. Dieses, in der Praxis vielfach bewiesene Nutzer- und Nutzungsverhalten, bewirkt, dass der senkrecht montierte Fassadenkollektor insgesamt nicht weniger, sondern mehr nutzbare Energie liefert.

Was ebenfalls in keinem Labortest berücksichtigt wird: Die Reflektion der weißen Schneeflächen oder Wasserflächen bringt Mehrerträge von 20 bis 30 Prozent!

Auch im Sommer bringt die Reflektion von weißen Gebäuden in der Nachbarschaft Mehrerträge. Jüngste Erfahrungen haben auch deutlich gemacht, dass die mechanischen Belastungen durch Winddruck bei der Montage in der Dachneigung oder bei freier Aufstellung wesentlich höher sind, als bei der fassadenintegrierten, senkrechten Montage. Auch diesen Faktor gilt es, gerade auf die Lebensdauer der Kollektoren bezogen, zu beachten. Die im Labor errechnete Optimalausbeute bei einer Montage im Winkel von 55 Grad ist inzwischen aber auch deswegen nahezu irrelevant, weil die technische Entwicklung der Kollektoren und sämtlicher anderer Komponenten zur Nutzung der Solarenergie inzwischen soweit voran geschritten ist, dass auch nicht optimal geneigte Kollektoren genügend Energieertrag bringen. Diese technischen Fortschritte bringen wiederum neue Möglichkeiten. Die Verwendung der Sonnenenergie ausschließlich für die Brauchwassererwärmung ist angesichts der Leistungsfähigkeit moderner Kollektoren schon beinahe absurd. Wer heute eine Solaranlage plant, für den sollte der Einsatz der Solarenergie zur Unterstützung der Gebäudeheizung selbstverständlich sein. In der Praxis haben wir ermittelt,

dass mit rund 40+ Quadratmetern Kollektorfläche und einem vier+ Kubikmeter fassenden Pufferspeicher, rund 30 bis 60 Prozent des Heizenergiebedarfs gedeckt werden können. Eine solche Dimensionierung ist unter Einbeziehung möglicher finanzieller Förderungen und der Lebensdauer von rund 30+ Jahren mit gutem Gewissen als wirtschaftlich zu bezeichnen.

Der Sonnenkollektor ist nicht mehr ästhetisches Ärgernis, sondern gestalterisches Element.

Die auftretenden Materialbelastungen sind bei Kollektorflächen von 40+ Quadratmetern und mehr aber nicht auf die leichte Schulter zu nehmen.

Bei Anlagen dieser Größenordnung ist allein wegen der nötigen einwandfreien hydraulischen Verschaltungskonzepte zum Einsatz von Großflächenabsorbern zu raten. Das die Massenware der zwei m² Module nicht Hydraulisch richtig verschaltet werden kann, soll daraus nicht abgeleitet werden können. Nicht zu unterschätzen sind auch die thermischen Belastungen. Stillstandstemperaturen von weit jenseits der 100 °C können auf Dauer wichtige Systemkomponenten beschädigen oder gar zerstören. Dies aber nur bei einer unprofessionellen Gesamtauslegung. Folgende Komponenten sind bei den angegebenen Temperaturen in ihrer Wirkung bzw. in ihrem Bestand oder ihrer Funktion gefährdet:

Frostschutz verliert bei Temperaturen über 170 °C seine Schutzwirkung
Die Korrosionsinhibitoren im Frostschutz, die wegen der verschiedenen Metalle (Kupfer, Nickel, Grauguß, Alu) im System erforderlich sind, werden ab rund 150° C zerstört
Pumpen: Kunststoffrädchen verformen sich bei mehr als 90 °C - 110 °C
Entlüfter: Funktion bei Temperaturen über 90 °C - 110 °C beeinträchtigt
Wärmemengenzähler: Kunststoffteile bei über 90 °C - 110 °C beeinträchtigt
Takosetter: Bei über 90 °C - 110 °C schmelzen Kunststoffteile weg
Schwerkraftbremse: Ab 90 °C - 110 °C beginnen Gummiabdichtungen regelrecht zu zerbröseln. Bei senkrecht fassadenintegrierten Kollektoren gibt es selbst bei größeren Anlagen keine gefährlichen Stagnationstemperaturen.

Die Kollektordämmung erspart Außenwand-Dämmung

Weitere Vorteile für Mensch und Umwelt. Fassadenintegrierte Kollektoren sind in der Mehrzahl maßgeschneidert.

"Fließbandproduktion" ist damit nicht mehr möglich. Der Handwerker vor Ort ist gefragt, die Wertschöpfung bleibt in der Region.

Die Mehrkosten der maßgeschneiderten Produktion, sie liegen bei 100 bis 150+ Prozent, sind durch die zu erzielenden Einsparungseffekte mehr als wett zu machen.
Bei der herkömmlichen Dachintegration erspart sich der Hausherr Dachfläche im Ausmaß der Kollektorgröße: Normale mit Dachziegel belegte Flächen sind allerdings schon um € (Region und Produkt abhängig) je Quadratmeter zu haben. Viel größer ist der Einsprungseffekt bei fassadenintegrierten Kollektoren. Schon normale Fassadenaufbauten und -flächen kosten bis zu € (Region und Produkt abhängig) je Quadratmeter. Bei aufwendigeren Fassaden, etwa bei Aluverkleidungen von Gewerbebauten, ist der Ersparniseffekt um vieles größer. Die Dämmung des Kollektors ist gleichzeitig oder zusätzliche Wärmedämmung für die Fassade.
Auch die Folgekosten bei fälliger Fassadenerneuerung sind entsprechend geringer. Glas verwittert nicht und schaut nach kurzer Reinigung aus wie neu.
Die Kollektoren werden nach Maß mit integrierten Verrohrungen gefertigt, was viel Handarbeit vor Ort erspart, Fehlerquellen ausschaltet und vor allem eine auch optisch einwandfreie Arbeit ermöglicht.

Anforderung an die Solarwärmetechnik sind umfänglich, der Kollektor ist der Energiesammler und abhängig von dem dahinter platzierten System. Solarwärmetechnik ist grundsätzlich nicht mit der Öl- und Gasheiztechnik zu vergleichen. Und muss aus der Sicht der Sonne angegangen werden. Auch wenn sich das jetzt hochtrabend und abgehoben anhören mag. So gelten doch andere Gesichtspunkte, als es im Ingenieurswesen und im Heizungsbau gelehrt wird.

Ein Umdenken ist in den entsprechenden Berufen dringend erforderlich, will man Bauherren zur aktiven Nutzung der Solarenergie bewegen, die dies aus rein ökologischen Gründen vielleicht nicht tun würden. Oder die aus ästhetischen Gründen eine Solaranlage sogar ablehnen würden. Aber auch die, die dem Klima, was bedeutet weg von Öl und Gas - hin zu Leben in Frieden- nachgehen wollen. Brauchen neue, nicht verkrustete Gedanken. Daraus erwachsen zufriedene Kunden, erfahrene Planungen und daraus, dass nämlich die Installation einer Solaranlage beim Hausbau so selbstverständlich ist, wie der Einbau von Türen und Fenstern.

Gestaltung mit dem Kollektor nach Maß.....