Wie erhöhe ich den Ertrag meiner Solarthermie-Anlage?

Nachdem ich mich kürzlich theoretisch mit den Begriffen Kollektorertrag, Solarertrag, Systemertrag und Wärmeertrag auseinandergesetzt habe, soll es heute darum gehen, wie sich der Ertrag der Solarthermie-Anlage steigern lässt. 11 Maßnahmen habe ich zusammengetragen.

Der Solarertrag ist per Definition die tatsächlich nutzbare Wärme, also nach Abzug der Verluste, die die Solarthermie-Anlage liefert. Er ist von vielen Faktoren abhängig und lässt sich entsprechend beeinflussen, wenn man an den  einzelnen Faktoren „dreht und schraubt“. Die folgende Liste zeigt einen Großteil der Faktoren, die man beeinflussen kann, um den Ertrag der Anlage zu steigern. Sie ist sicher nicht vollständig. Wer noch das eine oder andere hinzufügen will, ist herzlich willkommen! Nutzt dazu am besten das Kommentarfeld unter diesem Post.

11 Dinge, die man tun kann, um den Ertrag der Solarthermie-Anlage zu steigern

  1. Kollektorfläche vergrößern

Je größer die Kollektorfläche der Solarthermie-Anlage ist, desto mehr Wärme kann sie einfangen und zur Verfügung stellen. Das ist Fakt. Dennoch sollte ein Schritt wie die Inbetriebnahme weiterer Quadratmeter Kollektorfläche wohl bedacht sein: Der Ertrag nimmt schließlich nicht linear mit der Vergrößerung der Kollektorfläche zu. Denn eine im Vergleich zu anderen Komponenten der Anlage, beispielsweise Speicher, überdimensionierte Kollektorfläche fährt zwar mehr Wärme ein – doch die muss auch nutzbar sein. Gerade in den sonnenreichen Sommermonaten würde eine zu große Kollektorfläche jedoch einen Überschuss an Wärme liefern, der womöglich nicht in den Speicher passt und somit ungenutzt bliebe. Hinzu käme, dass das Vergrößern der Kollektorfläche ins Geld geht. Die idR hohe Investition in mehr Kollektoren verlängert die Amortisation der Anlage deutlich. Nicht zu vergessen: Nicht jedes Dach ist ohne weiteres mit mehr Quadratmeter Kollektoren aufrüstbar. Vorab sollten bauphysikalische Einwände ausgeschlossen werden, denn mehr Kollektoren drücken mit Mehrgewicht auf das Dach und somit das ganze Gebäude. Drum lautet der Rat: Man prüfe fachmännisch (oder lasse prüfen), inwieweit eine vergrößerte Kollektorfläche den Ertrag der Anlage tatsächlich steigern würde. Immerhin ist der Ertrag das Ergebnis einer aus bestenfalls perfekt aufeinander zugeschnittenen Komponenten bestehenden Anlage und deren einwandfreiem Zusammenspiel.

  1. Neigungswinkel mit Aufständerung optimieren

Ausrichtung und Neigung der Kollektorfläche sind maßgeblich dafür, wie viele der am Standort auftreffenden Sonnenstrahlen die Kollektoren einfangen können. Idealerweise ist die Anlage gen Süden gerichtet, wobei sich die Ausrichtung des Dachs nicht wirklich ändern lässt, es sei denn, man bewohnt ein Haus auf Rädern wie den Wohnwagen in in unserem Titelfoto beziehungsweise ein Schiff. Allen, deren Dach nicht optimal nach Süden zeigt, sei jedoch gesagt, dass eine moderate Abweichung (Stichwort: Azimutwinkel) nur mit relativ geringen Ertragseinbußen verbunden ist, da die Anlage hierzulande auch einen großen Teil der diffusen Sonnenstrahlung einfängt. Wenn schon nicht die Ausrichtung des Dachs möglich ist, so lässt sich aber durchaus etwas am Neigungswinkel der Anlage machen. Idealerweise treffen die Sonnenstrahlen im rechten Winkel auf die Kollektorfläche. Außerdem beachtenswert: Für unterschiedliche Solarthermie-Systeme gelten auch unterschiedliche Neigungswinkel als optimal, denn die Sonne ändert mit ihrem täglichen und jahreszeitlichen Verlauf am Himmel ja auch die Einstrahlungswinkel. So läge der optimale Neigungswinkel für Anlagen, die der Trinkwassererwärmung dienen, zwischen 0 und 50 Grad, der für Anlagen, die auch die Heizung unterstützen, zwischen 45 und 70 Grad. Wer diese Winkelspannen mit der natürlichen Dachneigung nicht erreicht, kann das Aufständern der Anlage erwägen. Die brächte neben dem optimierten Neigungswinkel an sich auch den Vorteil, dass die Selbstreinigungskräfte der Anlage (Je größer die Schräglage, desto besser laufen Regen und Schnee und Schmutz runter) gestärkt würden.

  1. Verschattungen beseitigen

Wo Sonne ist, ist auch Schatten. Und Schatten mindert den Solarertrag der Anlage. Deshalb ist sicherzustellen, dass nichts die Anlage in den Schatten stellt: zum Beispiel Bäume oder andere Gebäude.

  1. Kollektorfläche putzen

Mit Wind und Wetter landet auch Schmutz auf der Kollektorfläche. Der stammt von Flora und Fauna. Der Schmutz behindert die Sonnenstrahlen beim Eindringen in das Kollektorinnere und mindert so den Ertrag. Das Putzen oder Putzenlassen der Kollektorfläche kann diesen entsprechend steigern.

  1. Betriebsdruck prüfen

Eine Solarthermie-Anlage nutzt systematisch Druck, um zu funktionieren. Der Druck ergibt sich aus der unterschiedlichen Höhenlage der Komponenten und der in Abhängigkeit von der Temperatur unterschiedlichen Ausdehnung von Flüssigkeiten (Wärmeträgermedium: Wasser oder Wasser-Glykolmix). Ein suboptimaler Druck beeinträchtigt die Funktionalität der Anlage und mindert schlimmstenfalls deren Ertrag. Daher ist es ratsam, den sogenannte Anlagendruck optimal zu halten. Gegebenenfalls ist dazu das gesamte System zu entlüften, denn Luft darin gilt als Störfaktor.

  1. Wahl des optimalen Wärmeträgers: Umstellung von Glykol auf Wasser

Wir wären nicht Ecoquent Positions, das Solarthermie-Blog aus dem Hause Ritter, wenn wir an dieser Stelle nicht auch darauf hinweisen würden, dass auch ein Wechsel des in vorhergehenden Punkt schon erwähnten Wärmeträgermediums von Wasser-Glykol auf Wasser dazu beitragen kann, den Solarertrag der Anlage zu erhöhen. Warum, das haben wir hier und hier ausführlich beschrieben. Natürlich geht das nicht bei jeder Anlage, also bitte das nicht als Aufruf verstehen einfach so den Frostschutz wegzulassen.

  1. Zulässige Höchsttemperaturen im Speicher ausreizen

Wärmespeicherung funktioniert nur, wenn die Temperaturen, die gespeichert werden, höher sind, als die, die genutzt werden. Um das Speichern effektiv zu verwirklichen, macht es Sinn, die zulässige Höchsttemperatur im Speicher auch auszunutzen, um so viel solare Wärme wie möglich zu speichern und bei Bedarf abzugreifen.

  1. Alle Updates der Regler-Firmware aufspielen lassen

Die Anlagensteuerung sollte möglichst immer auf dem aktuellen Stand sein. Dazu gehört, dass die entsprechende Regler-Software (Firmware) regelmäßig aktualisiert (upgedatet) wird.

  1. Optimale Einstellung der Solarthermie-Regelung

Wer seine Anlage entsprechend der individuellen Standortbedingungen regeltechnisch einstellt, kann ebenfalls dazu beitragen, den Ertrag der Anlage zu erhöhen. Beispielsweise hilft eine standortangepasste Einstellung, den sprunghaften Anstieg der Solareinstrahlung mit Sonnenaufgang beziehungsweise deren plötzlichen Wegfall infolge des Sonnenuntergangs optimal aufzufangen. Herstellerseits gibt es dazu meist viele Einstellungsmöglichkeiten, um den Stillstand der Anlage möglichst hinauszuzögern. Ebenso regelbedürftig ist die Drehzahl der Pumpen.

  1. Regelmäßige Inspektionen und Wartungen durchführen lassen

Dazu muss ich nicht viel schreiben: Wer seine Anlage regelmäßig inspizieren und warten lässt, der schließt Ertragsminderungen infolge von Fehlfunktionen aus.

  1. Anlage optimal dämmen

Wärme geht an verschiedenen Stellen der Anlage schnell mal flöten, insbesondere an sogenannten thermischen Schwachstellen wie die Anschlüsse, die Rohre und die Pumpen es sind. Wer Ursachen für Wärmeverluste und damit Ertragsminderung sucht, kann die Anlage hinsichtlich ungedämmter oder nicht ausreichend gedämmter Stellen absuchen und die Dämmung gegebenenfalls aufrüsten. In das Dämmkonzept sollte auch der Speicher einbezogen werden. Außerdem ist zu prüfen, ob der Raum, indem sich der Speicher befindet, optimal temperiert ist.

So, das ist meine Elf der Maßnahmen zur Steigerung des Ertrags einer Solarthermie-Anlage. Ist einer unter Euch, der das Dutzend vollmacht und eine Maßnahme hinzufügt? Dann mal los!

Foto: aremac / photocase.de

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8 Kommentare zu “Wie erhöhe ich den Ertrag meiner Solarthermie-Anlage?”

  1. Arno Nühm

    13. Rohrleitungen nach-isolieren
    14. Vom gesparten Geld für Heizöl ein Schwimmbad / Pool bauen
    15. Nachts einen starken Baustrahler aufs Dach stellen 😛

  2. Gerhard Laimer

    Bei Anlagen, die auch zur Heizungsunterstützung benützt werden, ist auf eine möglichst niedrige Rücklauftemperatur aus der Heizung zu achten. D.h. die Wärmeabgabeseite muss auf die optimale Wassermenge einreguliert (eingestellt) werden, damit kühlt das Heizungswasser gut aus und damit hat man im Speicher (unten) möglichst kühle Temperaturen. Dieser Punkt wird oft vergessen, aber damit schaltet sich die Solarwärmeanlage schon früher und damit auch öfter ein und kann damit mehr KWh von der Sonne ernten. Klar ist auch, das eine möglichst niedrige Vorlauftemperatur im Wärmeabgabesystem das Ganze ebenfalls positiv unterstützt.

  3. Roger Corradini

    Weitere Punkte:
    – wenn man auf Glykol nicht verzichten kann/will die Konzentration so einstellen, dass der Frostschutz ausreichend gegeben ist. Zuviel Glykol reduziert die Wärmekapazität des Solarmediums und erhöht die Viskosität und damit die Pumpenergie.

    – ganz allgemein die Wäremverteilung optimieren – neben der neidrigen vorlauftemperatur gehört auch ein hydraulischer Abgleich der Heizkreise

    – bei nachgerüsteten Anlagen bei denen der Solarregeler meist nichts weiß vom Heizungsanlagenregler und umgekehrt.
    a) für WW-Anlagen und Kombi-Anlagen kann man die Warmwasserbereitung des konv. Heizkessels über das Zeitprogramm auf z.B. die Nachmittagsstunden beschränken. Hierdurch kann die Solarthermie – falls die Sonne am Vormittag doch noch rauskommt – mehr solare Wärme in den Warmwasserspeicher einzubringen.

    b) nur für Kombi-Anlagen und einer einigermaßen großen Trägheit des Gebäudes (d.h. es sollte nicht durch alle Ritzen ziehen) kann man dasselbe auch für die Heizwärmebereitstellung machen.

    Zum Schluss noch ein nicht ganz Ernst gemeinter Vorschlag:
    Entfernen jeglicher Dämmung an Rohrleitungen und Speicher.
    Dadurch erhöht sich der solare Ertrag! Der Wärmemengenzähler im Solarkreis würde dies sogar bestätigen. Aufgrund der erhöhten Verlsute könnten die Kollektoren nun mehr Wärme in den Speicher schieben. Das heißt der Kollektorertrag ginge kräftig nach oben
    Was aber leider nicht sinkt ist die Menge der fossil zuzuheizenden Wärme durch Öl oder Gas ….

    Es soll verdeutlichen, dass „Kollektorertrag“ oder „solarer Ertrag“ etwas anderes sind als
    „nutzbarer solarer Ertrag“ und noch exakter formuliert „durch Solarthermie vermiedene Menge an fossiler Energie“

  4. Steven

    Die idee des Software updates finde ich sehr hilfreich.
    Woher bekomme ich denn diese Datei ? Oder muss ich eine Firma gegen Geld damit beauftragen ?

    1. Roger Corradini

      Je nach Hersteller des Reglers wird das sehr unterschiedlich gehandhabt. Einfach mal direkt beim Hersteller auf der Website nachsehen oder diesen per EMail kontaktieren.

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