Achtung: Alle gemachten Angaben sind unverbindlich und sollten zur eigenen Sicherheit geprüft werden!
Diese Informationen erfolgen unter absolutem Haftungsausschluss!
Welche Komponenten werden gebraucht?
Es scheint dem Selbermacher zu liegen, mit der Materialauswahl oben anzufangen...
Allerdings sollen die Arbeiten dann unbedingt im Keller beginnen!
Womit wir schon bei der nächsten Frage sind: Flachkollektor oder Röhrenkollektor...
Was schmeckt besser: Eis oder Pudding?
Sagen wir es mal so: Es gibt keinen zwingenden Grund in Deutschland für ein Ein- oder Zweifamilienhaus, das nicht gerade Radiatorenheizung mit sehr hohen Vorlauftemperaturen hat, Röhrenkollektoren zu verwenden.
Die Anteile der Kollektoren in Deutschland sind: Flachkollektor 90%, Vakuumröhrenkollektor 10%
Mit diesem Wissen kann man schon was anfangen... Dazu noch zu wissen, dass VRK's im Winter bei Schnee (was ist das?) und Eis problematisch sind, weil sie schlecht frei tauen. Das Vakuum ist eine hervorragende Wärmedämmung und die Rundungen sind ein schöner Ankergrund für Schnee. Der Flachkollektor wiederum hat eine schlechtere Wärmedämmung mit der Folge, dass FK's schnell frei tauen, besonders dann, wenn sie in einem vernünftig steilen Winkel stehen und ernten, wenn Vakuumröhren noch im tiefen Winterschlaf liegen.
Bei der Kollektorwahl habe ich erst mal rum geeiert, bis dann die Vernunft gesiegt hatte. Wir waren in Freiburg auf der Intersolar, eine Fachmesse, die jetzt in München residiert. Dort knüpften wir Kontakte, sammelten Prospekte, wie es halt so üblich ist. Dann kamen die Angebote und damit die Ernüchterung, weil halt Hochglanzprospekte über so manches hinweg täuschen... In Verbindung mit dem Treffpunkt der Solarverrückten ;-) haben wir dann eine Richtung in unsere Suche gebracht. Von dort stammte ein Stichwort und das hieß Polen und das dort gute Kollis gebaut würden. Dann erfolgte die Kontaktaufnahme zu dieser Firma und der deutschen Vertretung. Sehr angenehm fiel auf, dass der Kolli-Hersteller auch direkte Links anbot zu Prüfeinrichtungen. Dies ist nicht unbedingt üblich in der Branche!
Mein Grundsatz: Der optimale Kolli ist nicht der teuerste, auch wenn er u.U. die höchstmögliche Leistung bringt, sondern ein Kolli, bei dem Preis und Leistung in einem guten Verhältnis stehen. So haben z.B. unsere Kollis ~ 10% weniger Ertrag als ein Spitzenkolli, dafür kosten sie nur ~ 50% des oder der Spitzenkolli.
Doch die Auswahl ist schwer...
Es gibt auch schwarze, äh, nicht weiße Schafe in der Branche, ich hatte so manches Angebot mit hervorragenden Werten bekommen, nach Anforderung des Prüfberichtes waren die Werte nicht mehr so berauschend... Der Möchte-Gern-Lieferant erklärte dann, dass sie ein eigenes Prüflabor hätten...
Also aufpassen!!!
Es gibt Prüfinstitute, die Kollektoren prüfen und unabhängige Prüfberichte veröffentlichen, da lassen sich nach kurzer Einarbeitung schon beachtliche Erkenntnisse gewinnen. Von der Kolliauswahl zum Lieferanten ist dann ein relativ kurzer Weg.
Die Kontaktadresse ist auf meiner Kontaktseite aufgeführt. Nachdem dann noch Vergleiche zu anderen Kollektoren erfolgt waren, trafen wir die Entscheidung für "unseren" Kolli. Bei SPF geprüft auf HU erbringt er im Test 354 kWh/m² bei einem Stück-Preis von (2008) unter 400,-- €. Das Ganze bei 9 Stück und frei Haus!
Und weiter geht es:
Wie wollen wir unser Trinkwasser erwärmen?
Bisher hat unser alter Ölkessel diese Arbeit mitverrichtet. Der Kessel ist ein alter Viessmann Vitola u/nt... mit untenliegendem VA-Boiler mit 160 l Inhalt. Wenn schon modernisieren, dann richtig: Nach reiflicher Überlegung entschieden wir uns für eine Frischwasserstation, diese sollte die Legionellenproblematik nicht haben. Zwar besagen die offiziellen Vorschriften anderes, doch an dieser Stelle werfe ich mal meine/unsere Langzeiterfahrung ein: Unsere Warm-Wasser-Temperatur steht seit Ewigkeiten auf 45°C. Die (alte?) Vorschrift greift erst ab 400 l Boilervolumen, aus diesem Blickwinkel ist das Ein/Zwei-Familienhaus kein Thema.
Eine FWS ist im Prinzip ein Durchlauferhitzer, der statt elektrisch oder mit Gas mit heißem Wasser geheizt wird.
Es wird also nur dann Wasser erhitzt, wenn es auch gebraucht wird. Außerdem passt eine FWS gut zu solar (technisch) gesehen.
Dann muss noch entschieden werden, ob Kaufteil oder Eigenbau. Bei Kaufteilen ist i.d.R. der WT sehr klein, was zu hohen RL-Temp. führt. Ist an anderer Stelle schon erwähnt.
Die nächste Frage:
Wohin mit der Solaranlage?
Wo kommt die Solaranlage denn hin? Muß die aufs Dach? Und wo kommt der Rest hin? Wie führen wir die Rohre aufs Dach?
Das Dach ist zwar der Sonne am nächsten, doch das ist kein Kriterium dafür. Einfach dort, wo Platz ist...
Ideal ist ein Dach das nach Süden zeigt oder wenigstens ziemlich nach Süden. Ein Schuppen oder Garage tut es auch...
Hier sind auf Anhieb viele Anlagen an beliebigen Aufstellungsplätzen zu sehen.
Wie wir ganz oben unter "Grundsätzliches" schon gelesen haben, ist auch eine Abweichung von bis zu +- 15% zur Heizungsunterstützung machbar. Was darüber hinaus geht, mindert die Erträge und sollte korrigiert werden, jedenfalls nach meiner Meinung!
Es gibt viele, die auch bei gravierenden Abweichungen nicht mit Taten reagieren, so was braucht kein Vorbild sein.
Es scheint in Deutschland ein Problem darzustellen, wenn das Wort Korrektur und Aufständerung fällt.
Den meisten Deutschen ist die Optik wichtiger als die Erträge. Stellt sich die Frage nach dem Warum...
Auch dazu meine ganz klare Meinung: Solar ist zu teuer, um faule Kompromisse zu machen.
In Österreich ist es beispielsweise ganz normal, dass aufgeständert und die Richtung korrigiert wird.
Die Speicher für das solar erwärmte Wasser gehören in den Keller, nahe zum Energieerzeuger (Heizkessel) und auch wegen dem hohen Gewicht! Die Rohrleitungen können idealer weise durch einen freien Kaminschacht oder außen am Haus geführt werden in einem Regenfallrohr z.B.
Die ideale Kollektorposition ist die Südausrichtung bei einem Aufstellwinkel, der dem Breitengrad des Aufstellungsortes entspricht!
Dieser Winkel - bei uns z.B. 50° - ist der Garant dafür, dass von September bis April maximale Erträge geerntet werden können. Die Monate Mai bis August können wir mal getrost außen vor lassen, da kommt mehr als genug vom Dach.
Dazu eine Anmerkung: Die ideale Kollektorneigung bezieht sich auf das Hauptthema ( Häuser, die in die Jahre kommen), bei Neubauten mit deutlich höherem Dämmstandard darf u.U. ein steilerer Neigungswinkel erfolgen. So z.B., wenn ein Haus schon im März kaum noch Heizenergie benötigt. Es ist immer ein Zusammenspiel zwischen Energiebedarf des Hauses, der Kollektorfläche und dem Neigungswinkel.
Es gibt natürlich ganz Schlaue, die jetzt sagen, dass sie im Januar oder Februar (z.B.) die meiste Energie zum Heizen brauchen und da möchten sie auch in der Zeit auch viel ernten.
Mein Standpunkt: Was nutzt ein steiler Winkel, der die Anlage auf (z.B.) Januar optimiert und dafür im März weniger ernten kann? Es ist unbestritten, dass der März mehr Erntegelegenheiten bietet als der Januar oder Februar! Schon alleine der höhere Sonnenstand ist ein Kriterium.
Naturgemäß ist die Wintersonne zu selten da und noch schwach dazu! Wichtig ist daher: Ernten, wenn was zum Ernten da ist!
Natürlich sollen nicht je nach Haus im März oder April schon unverwertbare Überschüsse auftreten, dann wäre die Anlage zu flach eingestellt. Das Gegenteil wäre der Fall, wenn die Anlage zu steil steht und der Hausbewohner noch im April den Ölbrenner starten muß.
Natürlich sind diese Dinge langjährig zu betrachten, weil das Wetter eine unberechenbare Größe darstellt und von Jahr zu Jahr anders ist.
Nicht unwichtig ist auch die Verschaltung des Kollektorfeldes: Ideal wäre eine komplette Parallelschaltung aller Kollektoren, das hat leider unbezwingbare Nachteile: Die Kollektoren sind nicht gleichmäßig durchströmt - was die Effektivität drückt. Aus diesem Grund empfehle ich maximal 4 Stränge parallel zu schalten. Bei 4 Strängen ist auch der Herr Tichelmann, Spezialist für ausgewogene Durchströmung und Volumenstromaufteilung überfordert ;-) weil mehrere Stränge auf einem Dach nach Tichelmann einen großen Rohrverhau ergeben, falls man nicht mächtig aufpasst. Besser baut man in die einzelnen Stränge Ventile zum Abgleich ein. Ich habe da kleine Schieber verwendet.
Alternative zur Parallelschaltung ist die Reihenschaltung, hier hängen die Kollis in Serie, also in Reihe. Doch bitte dran denken, was wir anfangs gelesen haben: Wir wollen keine hohen Temperaturen ernten, sondern Kilowattstunden (kWh). Ebenfalls haben wir gelesen, dass die niedrigere Erntetemperatur günstiger ist als eine hohe. Das in Konsequenz beschränkt ganz klar die Reihenschaltung, weil die Temperatur von Kolli zu Kolli steigt, bis die Verluste so groß werden, dass der Gewinn durch die Verluste gefressen wird. Aus diesem Grunde geben auch die Kollektorhersteller klare Vorgaben - üblich bei maximal 5 Kollektoren in Reihe. Die Pumpenleistung spielt da auch eine Rolle...
Wenn wir nun mehr als 4 oder 5 Kollektoren verbauen wollen, müssen wir eine Gruppenschaltung wählen - bekannt aus der E-Technik - also wir bilden Gruppen zu je x Kollektoren, in meinem Fall habe ich eine quadratische Gruppe gebildet: Je 3 Kollis in Reihe und 3 Reihen parallel. Auch da sind Kompromisse wichtig: 7 Kollis oder 11 ist einfach ungünstig, wegen des erforderlichen Abgleiches.
Nachdem der Standort geklärt ist, kommt die nächste Hürde:
Wo die Energie speichern ?
Das ist jetzt im doppelten Sinn zu verstehen: Worin die Energie speichern und wo den Energiespeicher hinstellen.
Wir benötigen einen Raum in möglichst kleinem Abstand zum Energieerzeuger der Heizung, also im Heizraum, bzw. daneben.
Da unsere Heizraum recht klein ist - da stehen auch die Öltanks drin - mussten wir auf Abhilfe sinnen. Dann haben wir schweren Herzens einen Kellerraum dazu verwendet. Ideen, den/die Energiespeicher nahe den Kollis, sprich im Dach oder so, aufzustellen, darf man gleich verwerfen, das Gewicht lässt Überlegungen dieser Art nicht zu. Hier geht es in den Speicherraum.
Es sind eine Unzahl verwirrender Begriffe unterwegs: Pufferspeicher, Schichtspeicher, Solarspeicher, Kombispeicher, Wellrohrspeicher und so weiter.. Und natürlich auch alle mit oder ohne Wärmetauscher oder mehreren davon...
Wir brauchen für unsere Solaranlage Pufferspeicher, es sind große leere Konservendosen mit vielen Anschlüssen dran - mehr braucht man nicht, auch wenn dieser oder jener Verkäufer seine ach so tollen Super-Duper-Kombi-Solar-Schichtspeicher verkaufen will.
Schichten tun sie alle, weil die Physik es so will! Also Finger weg von irgend welchen dubiosen Speichern mit hohem Preis!
Wichtig am Pufferspeicher sind viele Anschlüsse, Prallbleche als Einlaufberuhigung um nicht den Pufferinhalt durch zu mischen.
Wir haben unsere Solaranlage im Frühjahr 2008 angefangen, zu der Zeit waren die Lieferzeiten für Puffer bei 8 - 10 Wochen.
Um Probleme zu vermeiden, empfehle ich dringend, sobald die Hydraulik verbindlich geklärt ist, die Puffer zu bestellen und darauf zu achten, dass die Anzahl der Anschlüsse reicht und einen ausreichenden Querschnitt haben. Gut sind 6/4 Zoll, da sind dann die Strömungsgeschwindigkeiten nicht so hoch. Den Puffer zweckmäßig ohne Wärmedämmung bestellen! (die taugt nicht viel..) Selbermachen!
Und, wer unbedingt interne Wärmetauscher will, dann bitte 2 Stück (oben und unten).
Persönlich bin ich Fan von externen Wärmetauschern, die haben einfach einen besseren Wirkungsgrad und sind vielseitiger. Ab Anlagengröße ca. 20 m² obligatorisch!
Nachteil ist, dass sie noch eine extra Pumpe brauchen, worin ich allerdings kein Problem sehe.
Ist nun eine Solaranlage geplant, die größer wird, dann brauchen wir mehr Speichermedium, also Wasser. Das geht mit einem größeren Pufferspeicher und schon haben wir das nächste Problem: Wie passt der Puffer durch die Kellertür? Bis 1000 l werden Puffer in "schlank" gefertigt, die durch "übliche" Kellertüren passen. Durchmesser des Puffers 790 mm. Größere Puffer sind in dieser Abmessung nicht erhältlich. Jetzt gibt es 3 Möglichkeiten, die preiswerteste zuerst: Mehrere Einzelspeicher verwenden, einen großen Puffer kaufen und die Tür rausreißen, eventuell auch die Türöffnung verbreitern oder als dritte und teuerste Variante einen kellergeschweißten Puffer kaufen.
Dazu noch ein Wort zum Speichervolumen: Gefördert wird ein Mindestvolumen von 40 Liter pro Quadratmeter Kollektorfläche. Nach Auffassung von kompetenten Fachleuten sind 40 l/m² zu wenig und es werden 100 l/m² empfohlen. Dem schließe ich mich an.
Mal meine Anlage als Beispiel: Kollektorfläche (brutto) 18,8 m² bei einem Puffervolumen von 2 x 1000 l (brutto).
Kommen mehrere Puffer zum Einsatz, so stellt sich die Frage der Verschaltung...?
Meine Empfehlung ist auch ganz eindeutig:
Reihenschaltung ist der Parallelschaltung vor zu ziehen! Warum? Weniger Verluste, bessere und dickere Schichtung! Einfaches Handling! Eine Reihenschaltung ist prinzipiell ein großer Puffer mit einem engen Gürtel in der Mitte --> Wespentaille!
Argumente für eine Parallelschaltung von Puffern:
Oft wird argumentiert, dass die Verrohrung einfach ist - 3 oder mehr Querverbindungen.
Da ist sie bei der Reihenschaltung noch einfacher: 1 Rohr...
Argumente gegen eine Parallelschaltung von Puffern:
Man stelle sich mal einen halben Puffer vor, der vom Kessel beheizt wird. Dieser halbe Puffer hat eine Schichtung und logischerweise auch eine Oberfläche. Nun teile man diese Wassermenge auf 2 Puffer auf: Die Schichtdicke halbiert sich und die Oberfläche verdoppelt sich. Ebenfalls haben wir nun 2 Zwischenschichten zwischen warm und kalt. Wenn nun die Querverrohrung nicht waagerecht ausgeführt wurde, entsteht eine Dauerzirkukulation zwischen beiden Puffern mit der Folge, dass die Zwischenschichten breiter werden und die Verluste durch die dauernde Zirkulation in den Rohrleitungen steigen. Wenn dann noch die Puffer ein Stück auseinander stehen...
Unterm Strich ist die entnehmbare Energiemenge reduziert. Hier eine Doktorarbeit, die sich u.a. auch mit diesem Thema befasst.
Der Ersteller dieser Seiten hat es mal wissenschaftlich untersucht und durchgerechnet und so formuliert:
Die reine Lehre verlangt hier eigentlich, dass die Speicher hintereinander geschaltet werden sollten... (Er hat eine Parallelschaltung )
Hier noch eine gute Gegenüberstellung beider Schaltungen.
Plattenwärmetauscher sind in größeren Solaranlagen immer zu finden und sind auch nicht billig. An dieser Stelle eine Warnung vor
WT, die im Internet sehr günstig angeboten werden und angeblich hohe Übertragungsleistungen haben. Dann bitte drauf achten, was sie für eine Spreizung aufweisen. WT, die im Bereich Heizung oder solar eingesetzt werden, dürfen keine hohen Spreizungen haben, ansonsten wird die Anlage sehr uneffektiv arbeiten! Beim Einkauf auf Anschlüsse mit Gewinde achten...
Die Regelung ist sicher eine nicht einfache Entscheidung, billig oder gut, wobei gut für vielseitig steht.
Bei uns verrichtet eine UVR 1611 von der Technischen Alternative in Österreich ihren Dienst.
Beschreibung, Handbücher und Zubehör gibt es hier!
Der große Rest besteht aus jeder Menge dickeres und dünneres Kupferrohr, Wärmetauschern, Pumpen, Umschaltventilen, Fittings, Dämmmaterial, Schrauben, usw...
Achja, und wenn alles fertig ist, die Wartung und Pflege der Anlage
Baustelle, wird weitergeführt....