Wirkungsgrad Solarkollektor: Optische und thermische Verluste
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Kollektorwirkungsgrad: Nutzbarer Anteil der Sonnenstrahlung
Der Kollektorwirkungsgrad hängt von der Strahlungsleistung der Sonne ab. Folglich gibt es tägliche und jahreszeitliche Schwankungen. Im Durchschnitt liegt der Wirkungsgrad eines Solarkollektors bei ca. 50%. Der Kollektorwirkungsgrad ist Bestandteil der Produktbeschreibung des Solarkollektors.
Wirkungsgrad Solarkollektor: 20% Optische Verluste
Wenn die Globalstrahlung in der Solarthermie auf den Solarkollektor trifft, gehen zunächst ca. 20% der Energie durch optische Verluste verloren. Den Kollektorwirkungsgrad reduzieren:
- einfallende Strahlung wird an der Glasscheibe reflektiert
- Strahlung wird von der Glasscheibe absorbiert
- Strahlung wird am Absorber reflektiert
- Absorber wird durch die Strahlung erwärmt
Der optische Wirkungsgrad wird in der Einheit eta Null (η0) angegeben.
Kollektorwirkungsgrad durch thermische Verluste eingeschränkt
Wenn die Temperatur des Absorbers genauso hoch wie die Umgebungstemperatur ist, gibt es keine thermischen Verluste und der Kollektorwirkungsgrad entspricht genau dem optischen Wirkungsgrad des Solarkollektors. Das ist aber in den meisten Fällen nicht der Fall. Insbesondere im Winter gibt es große Unterschiede. Dann wird der Kollektorwirkungsgrad verringert durch
- Wärme wird in die Umgebung abgestrahlt
- eine Konvektion, d. h. ein Wärmeaustausch mit der Luft findet statt
- Wärme wird auf feste Körper übertragen, z. B. auf den Rahmen des Kollektors
Es lässt sich feststellen, dass bei einer zunehmenden Temperaturdifferenz zwischen Umgebung und Absorber der Vakuum-Röhrenkollektor Vorteile gegenüber dem Flachkollektor einen höheren Kollektorwirkungsgrad hat.
Der Temperaturunterschied zwischen der Temperatur des Absorbers und der Außentemperatur wird mit Delta T (ΔT) in Kelvin angegeben. Andere Wärmeverluste werden durch die Wärmeverlustbeiwerte k1 und k2 angegeben.
Kollektorwirkungsgrad berechnen
Den Wirkungsgrad eines Solarkollektors errechnet sich mit der Formel:
η = η0 – (k1 · ΔT : Eg) – (k2 · ΔT² : Eg)
η = Kollektorwirkungsgrad
η0 = optischer Wirkungsgrad
k1, k2 = Wärmeverlustbeiwerte in W/(m2· K)
ΔT Temperaturdifferenz in K
Eg Bestrahlungsstärke in W/m2
Detaillierte Informationen zum Wirkungsgrad eines Solarkollektors erhalten Sie bei Ihrem Solarthermie Fachbetrieb.
Erfahrungen & Fragen zum Thema Solarthermie
Bei Neubau: Gas-Brennwertheizung vs. Luftwärmepumpe?
Ich würde raten weder noch! Sie haben schon bei der Solarthermie einen vernünftigen Gedanken, warum nicht direkt auf Pellets hinaus gehen: wir haben das schon fast 20 Jahre: Komfort hervorragend, heimische Energie, bezahlbare wenig schwankbare Kosten und Gebäude Wertzunahme.
Wird ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet?
Viele gute Antworten, aber leider liegen einige KollegenInnen etwas daneben.
Wenn für das gleiche Wohngeschoss eine weitere Zentralheizung vorhanden ist, darf der handbeschickte Ofen nicht EnEV-angerechnet werden. Ist der Ofen aber Hauptheizung (Zentralheizung) für dieses Wohngeschoss, ist er natürlich anrechenbar. Es war nie verboten (auch von der EnEV nicht), als Heizung Einzelöfen für Biomasse einzusetzen.
Grundsätzlich ist ein Grundofen zu empfehlen, wenn Sie im Dauerbetrieb heizen können. Abends schnell mal einheizen geht damit nicht, da braucht es einen Kaminofen ohne Speichermasse.
Ein wasserführender Grundofen kann nicht sicher funktionieren, deshalb bietet der seriöse Fachhandel auch keinen an.
Gastherme und Solar für WW ist nach wie vor die preiswerteste Heizenergielösung. Ein bisschen mehr Dämmung dazu, dann ist der nachweis Erneuerbare Energie geführt. Ich kenne kein Bauamt, das nach diesem Nachweis fragt.
Bauherren fragen meist nach pragmatischen Lösungen, nicht nach realitätsfremden Vorschriften.
Winterliche Grüße
www.energie-wuerzburg.de
Kann ich eine Solaranlage ganz für mich betreiben, wenn ich eine Eigentumswohnung habe?
Ja, grundsätzlich denkbar, wenn die anderen Eigentümer dem zustimmen.
Anforderungen der EnEV 2016: Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage möglich?
Aus meiner Sicht sind das zwei unabhängige Maßnahmen: Die Gasheizung verbraucht kaum Strom (nur zum Zünden und für Pumpen und Stellventile) und kann direkt mit dem Strom, den eine Photovoltaikanlage liefert, nicht viel anfangen. Und die Photovoltaikanlage liefert eben Strom, mal viel, mal wenig. Wenn sie groß genug ist, reicht es vielleicht für eine überwiegende Abdeckung Ihres Stromverbrauchs, und für einige Einspeisung ins Versorgungsnetz. Das hat aber keine Auswirkung auf die Heizung.
Die Kombination von Gasheizung mit Solarthermie führt hingegen zu einer Erhitzung eines Wasservolumens, das als Brauchwarmwasser genutzt werden kann, oder als Puffer für Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung. Hierdurch sinkt direkt der Gasverbrauch. Natürlich kann man auch Gasheizung und Solarthermie einrichten und zusätzlich einige Photovoltaikzellen installieren.
Die Kombination Solarthermie + Wärmepumpe ist zweckmäßig, da die Wärmepumpe ein vergleichsweise großer Stromverbraucher ist, dessen Verbrauch durch die Photovoltaik weitgehend abgedeckt werden kann.
Ob das, was Sie vorhaben, der EnEV 2016 entspricht, hängt noch an einigen weiteren Parametern, und müsste im konkreten Einzelfall beurteilt werden.
Höhere Wirtschaftlichkeit bei Pelletheizung mit Photovoltaik als mit Solarthermie?
Wenn Ihre Anlage 30 Jahre alt ist , sind Sie verpflichtet diese zutauschen , ob eine Umrüstung auf Pellet sinnvoll ist , muss ein Fachmann vor Ort klären , pauschal ist diese Frage nicht seriös zu beantworten .
auch kann der Kollege dann klären , ob es sinnvoll ist mit P V oder Solarthermie zu arbeiten , für beides gilt das selbe wie oben .
Vakuum Röhrenkollektor: Wasser wird nicht warm genug erhitzt
Also , keine Sonne kein Ertrag , wenn die Kollektoren nicht richtig ausgerichtet sind , geht der Wirkungsgrad in den Keller .
Des weiteren kann die Anlage auch falsch eingelitert sein , bzw. Fehler in der Installation vorliegen , bei starker Sonneneinstrahlung sollte die Anlage in jedem Fall höhere Temperaturen erzielen . Wartung und Pflege sind auch ein Faktor . Auch Solaranlagen müssen jährlich gewartet werden . Isolation der Verrohrung , kann auch eine Fehlerquelle darstellen . Unbedingt einen Fachmann kommen lassen .
Neubau & EEWärmeG: Gasheizung und Solarthermie mit Heizungsunterstützung oder nur für Warmwasser
Laut EEWärmeG muss bei Neubauten ein bestimmter Mindestanteil des gesamten Wärmebedarfs mit erneuerbaren Energien erzeugt werden.(bei Solar sind es derzeit mindestens 15 Prozent)
Entscheidend ist der Jahresenergiebedarf des neuen Wohngebäudes (rechnerischer Nachweis durch EnEV2016 erforderlich). Hier sollten Sie sich an einen Energieberater oder Fachplaner wenden. Aus der Berechnung ist ersichtlich, wie hoch der Anteil ist und wie die Dimensionierung ausfällt.In vielen Fällen wird Solarthermie zur Warmwasser und Heizungsunterstützung eingebaut.
Probleme mit Reparatur einer Vitoladens 300-C
Ich würde um diese Frage zu beantworten mich mit der Fa. Viessmann in Verbindung setzen bzw. ihre Heizungsbauerfirma.
Was soll ich tun, wenn das Überdruckventil meiner Solaranlage anfängt zu schlagen?
Der Fehler ist sehr wahrscheinlich ein zu geringer Durchfluss im Solarkreislauf. In der Solarstation sollte ein Durchflussmesser eingebaut sein, wo man auch den Durchfluss (L/min) einstellen kann. Bei neueren Systemen ist eine Solarsteuerung eingebaut, welche die Pumpe in Ihrer Drehzahl dem Delta T anpasst und somit verhindert, dass die Temperatur im Kollektor davon zieht. Zudem haben alle Solarsteuerungen einen Schutz, welcher die Solarpumpe bei einen Kollektortemperatur von über 125° abschaltet.
Natürlich sollte das Ausdehnungsgefäß den richtigen Vordruck (2,5bar) und auch die richtige größe haben (18L).
Durch die hohe Temperatur im Kollektor wird die Solarflüssigkeit Dampfförmig und der Druck im System steigt uber den Druck des Sicherheitsventils, welches dann öffnet und Solarflüssigkeit aus dem Kreislauf ablässt.
Beschattung einer Solaranlage
Je schneller die Solaranlage den Pufferspeicher ( für Heizungsunterstützung ) oder den Brauchwasserspeicher erwärmt, desto höher der Komfort und die Ersparnis an notwendigen Energien.
Man hätte bei der Anschaffung der Anlage eventuell eine kleinere Wählen können.
Die Anlage dürfte aber nicht Überhitzen da die Regelung vorher die Umwälzpumpe abschalten sollte.
Ich hoffe Ihnen damit geholfen zu haben.
Mit freundlichem Gruß
Udo Schmitten