Aperturfläche einer Solaranlage einfach erklärt

Zur Nutzung von Sonnenenergie für den solarthermischen Bereich stehen viele verschiedene Sonnenkollektoren zur Auswahl. Wer die Wahl hat, hat auch die Qual? Nein, denn wer die Daten der Anbieter für Solarthermie zu verstehen weiß und anhand der Kennzahlen vergleichen kann, der stellt schnell große Unterschiede bezüglich Ertrag und Effekt fest. Dazu klären wir im Rahmen der Serie “Komponenten einer Solarthermieanlage” den Grundbegriff Aperturfläche und schauen uns dessen Bedeutung an.

Drei Kollektorkenngrößen der Solarthermie

In Zusammenhang mit dem Begriff Aperturfläche, sei auch die Bruttokollektorfläche und die Absorberfläche genannt (siehe Bild). Die Bruttokollektorfläche gibt die Außenmaße an, also die Abmessungen des Kollektors. Interessant ist die Bruttokollektorfläche deshalb auch für die Planung einer Solarthermie-Anlage bezogen auf den Platzbedarf. Die kleinste Fläche ist die Absorberfläche, sie gibt die Nettofläche des Kollektors an, die für die Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme gegeben ist.

Flächendefinition eines Flachkollektors von Paradigma

Was ist die Aperturfläche und wozu dient sie?

Der Begriff Aperturfläche – Apertur = Öffnungsweite – bezeichnet die Lichteintrittsfläche eines Kollektors. Durch sie gelangen die Sonnenstrahlen (direkte und diffuse Strahlung) in den Kollektor. Nur das Licht, das durch die Lichteintrittsfläche in den Kollektor gelangt, kann in Wärme umgewandelt werden. Die Aperturfläche ist die maßgebende Größe, als Pflichtkollektorfläche bezeichnet, die für Neubauten nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) vorgeschrieben ist. Außerdem dient sie als Bezugsfläche bei der DIN-Prüfung. Hier stellt sie die Basis dar, für die gemessenen Werte des Wirkungsgrads und des Wärmeverlusts, verstehe ich.

Die Aperturfläche eines Flachkollektors

Zunächst muss man zwischen Flach- und Röhrenkollektoren unterscheiden. Um die Aperturfläche eines Flachkollektors zu errechnen gilt folgende einfache Formel:

Länge x Breite der durchsichtigen Glasfläche

Hier zählt nicht die gesamte, sondern nur die wirklich durchsichtige Glasfläche, weil eben nur diese Fläche die Lichteintrittsfläche ist.

Die Aperturfläche eines Röhrenkollektors

Bei einem Röhrenkollektor sieht die Berechnung durch seine Bauart etwas anders aus. Außerdem unterscheidet man hier noch nach Röhrenkollektor ohne Parabolspiegel (CPC-Reflektor):

Länge x Innendurchmesser der inneren Glasröhre mal Röhrenanzahl

Und nach Röhrenkollektoren mit Parabolspiegel (CPC-Reflektor):

Länge x Breite des Parabolspiegels mal Röhrenanzahl

Neben der Bauart unterscheiden sich die verschiedenen Kollektoren stark in Bezug auf den Wärmeertrag. Wahrscheinlich auch ein Grund, warum moderne Solarthermie auch Leistung an sonnenärmeren Tagen und zur dunkleren Jahreszeit bringen kann.

Quellen: Meine Solaranlage- Sonnenwärme für den Hausgebrauch – von Th. Delzer, M. Fischbach, J. Luchterhand, K.-H. Remmers, M. Schnauss, Wikipedia

Bild: pixelio.de | (C) Heike Hering

 

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