Überschusswärme bei Solarthermie

[Spottdrossel]

Bei meinen Eltern fing die schon an zu arbeiten, wenn es bedeckt, aber halbwegs warm war. Ich hab mir das dann übersetzt in Richtung "wenn das geparkte Auto leicht warm ist, arbeitet auch die Solaranlage".
Würde denn eine Montage an der Fassade statt auf dem Dach das Problem lösen? Mehr Wintersonne, kein Schnee auf den Kollektoren und weniger direkte Sonne im Hochsommer?
(unsere Hausfassade kann GsD kaum noch häßlicher werden )

[Benutzer 146 gelöscht]

Würde denn eine Montage an der Fassade statt auf dem Dach das Problem lösen? Mehr Wintersonne, kein Schnee auf den Kollektoren und weniger direkte Sonne im Hochsommer?
(unsere Hausfassade kann GsD kaum noch häßlicher werden )

Klar geht das! Wenn keine Nachbarhäuser oder Bäume im Jahresverlauf Schatten darauf werfen. Senkrecht ist aber auch im Winterhalbjahr keine optimale Ausrichtung, darum muss die Kollektorfläche doch etwas größer dimensioniert werden.

[Hildegard]

Wir haben unsere Ergänzung für Winter und -Übergangszeit der alten Solarkollektoren (1984) als Röhrenkollektoren fast senkrecht an die wand geschraubt. Ergebnis: Gut.
Die 2 neuen ,leistungsfähigeren Kollektoren im Garten decken wir jetzt ab. Mein Traum war ja eine Fußbodenheizung für´s Hochbeet...dann hätt ich heuer gegrillte Tomaten

[Löwenzahn]

Wirklich vernünftig dimensionierte und aufgebaute, hochwertige Anlagen haben diese Situation in einem so durchwachsenen Sommer eigentlich selten und damit überhaupt kein Problem.

Meine Eigene steht nun im 10. Jahr auf Sardinien und hat von Frühjahr bis Herbst täglich Stillstand - ohne erkennbare Alterung!

Eine normale Vergrößerung des Speichers verschiebt das Problem nur ein kleines bisschen, bis auch dieser "voll" ist und keine Wärme mehr abnimmt. Selbst Saisonal-Speicher sind irgendwann im Juli "voll"...

Da hinter jeden Solar-Speicher ein Brauchwassermischer gehört, ist die hohe Temperatur im Speicher eigentlich egal. Am Wasserhahn sollten nur ca. 45° ankommen.

Selbstverständlich kann man eine Schwerkraftzirkulation duchführen. In lauen Sommer-Nächten ist der Effekt aber nicht so riesig (vor allem bei gedämmten Kollektoren) und verschiebt am nächsten Tag den Stillstand auch nur um eine Stunde...

Wer sich wirklich ein überdimensioniertes, schwach geneigtes Kollektorfeld hat aufschwätzen lassen und (meist unbegründete) Bedenken hat, sollte dann mit weißen Tüchern abdecken.



Habe nur aufgrund einer angedrohten Löschung, wegen langer Inaktivität, vorbeigeschaut... Ciao

[Benutzer 146 gelöscht]

Wirklich vernünftig dimensionierte und aufgebaute, hochwertige Anlagen haben diese Situation in einem so durchwachsenen Sommer eigentlich selten und damit überhaupt kein Problem.

Stimmt, dieses Jahr war das hier kein Thema.

Meine Eigene steht nun im 10. Jahr auf Sardinien und hat von Frühjahr bis Herbst täglich Stillstand - ohne erkennbare Alterung!

Hat Du auf Sardinien Frostschutz im Wasser? Zumindest DER altert nämlich hierzulande ERKENNBAR durch häufigen Übertemperatur-Stillstand.

Selbst Saisonal-Speicher sind irgendwann im Juli "voll"...

Das wäre ein Zeichen schlechter Auslegung. Per Definition soll der ja den ganzen Sommer speichern können.

Da hinter jeden Solar-Speicher ein Brauchwassermischer gehört, ist die hohe Temperatur im Speicher eigentlich egal. Am Wasserhahn sollten nur ca. 45° ankommen.

Energetisch sinnvoll, hygienisch aber neuerdings unzulässig - offiziell...

Gruß

frodo

[emil17]

Wir haben seit zehn Jahre eine thermische Solaranlage. Von Juni bis Ende August decken wir die Hälfte der Kollektorfläche ab, dann reicht der Rest erfahrungsgemäss gut. Im Winter ist es wichtig, dass die Kollektoren zugänglich sind, denn der Schnee bleibt sonst drauf liegen, weil das Dach zu flach ist und Aufständerung unzulässig war. Die Sonne macht aber auch im Januar merklich etwas.
Wenn möglich würde ich Röhrenkollektoren nehmen oder Flachkollektoren sehr steil montieren, dann hat man das Problem nicht. Leider ist das beim Altbau aus baulichen Gründen oft nicht möglich.

Bei einer sommerlichen Hitzeperiode wird man die Wärme oft auch durch Rückkühlen nicht wirklich los, d.h. die Anlage muss hitzefest sein.
Oft ist es auch so, dass die Anlage den Wetterbericht nicht kennt und am Abend vor einer Regenwetterperiode noch runterkühlt.

Denkbar wäre eine aktive Kühlung (Wärmetauscher mit Ventilator, der dann warme Luft nach draussen abbläst. Müsste man aber durchrechnen, was der bei der erforderlichen Leistung kostet und wie laut und lästig der wäre.

[webdole]

Bei dem aktuellen "Super-Sommer" wird der eine oder andere Betreiber einer Solarthermie-Anlage das Problem kennen: auch eine optimal ausgelegte Anlage kommt bei diesem Wetter irgendwann in die "Sättigung", d.h. der Speicher ist auf 80° und der Bedarf an warmem Wasser ist minimal, aber die Sonne hört nicht auf, die Kollektoren zu erwärmen.
Die meisten Anlagen sind so konstruiert, dass sie in dieser Situation abschalten, d.h. die Wärme wird nicht mehr durch die Pumpe von den Kollektoren zum Speicher transportiert. In der Folge verdampft die Wärmeträgerflüssigkeit in den Kollektoren, die sich u.U. bis über 200°erhitzen. Abends kühlen sie sich wieder ab, der Wärmeträger kondensiert, und am nächsten Tag beginnt das gleiche Spiel von vorn.
Das ist weder für die Kollektoren noch für den Wärmeträger besonders zuträglich, darum sollte man diesen Betriebszustand möglichst vermeiden.
Gleichzeitig verlangt eine Optimierung der Wirtschaftlichkeit jedoch nach eher größeren Kollektorflächen, die auch die Heizung in der Übergangszeit noch unterstützen, was die o.a. Betriebszustände im Hochsommer natürlich noch früher auftreten lässt.
Ich will an dieser Stelle mal verschiedene Konzepte aufzählen, die zur Verminderung oder Vermeidung des Problems angewendet werden, sowie deren Vor- und Nachteile.

1. Abdecken der Kollektoren
Wer seine Kollektoren so angeordnet hat, dass sie leicht zugänglich sind, kann diese einfache und effektive Methode anwenden, doch meistens sind die Kollektoren auf einem schwer zugänglichen Dach.

2. Optimierung des Anstellwinkels
Wenn die Kollektoren sehr "steil" (70°) aufgestellt werden, hat die Sonne im Sommer einen ungünstigen Einstrahlungswinkel und der Wirkungsgrad ist in Frühjahr und Herbst am besten. Das ist meist mit zusätzlichem Aufwand (Aufständerung) verbunden und hat nur eine begrenzte Wirksamkeit, macht also nur als Zusatzmaßnahme z.B. auf Flachdächern Sinn, wo ohnehin aufgeständert werden muss.

3. Nächtliche Rückkühlung über die Kollektoren
Eine einfache Sofortmaßnahme zur "Vernichtung" von Überschusswärme, wenn die Solarpumpe von Automatik auf Manuell geschaltet, und in der Nacht ein Teil der Wärme aus dem Speicher wieder über die Kollektoren abgestrahlt wird. Kostet Strom und ist bestenfalls als Notlösung geeignet.
Das Gleiche gilt für die Ableitung der Überschusswärme über zusätzliche Außenheizkörper, ins Erdreich etc.
Ausnahme ist die Ableitung in ein vorhandenes Schwimmbecken.
Eine zumindest stromsparende Notlösung ist das (wenn möglich) Abnehmen der Speicherisolierung, aber welcher Selbstversorger will schon einen warmen Keller..

4. Größere Speicher
Ein größeres Speichervolumen sorgt dafür, dass ALLE Energie gespeichert werden kann. Energetisch optimal aber ökonomisch meist Unsinn, es sei denn man funktioniert z.B. einen vorhandenen alten Heizöltank in Eigenleistung zum Groß-Solarspeicher um.

Was meines Wissens noch nicht von den Herstellern angeboten wird, aber auch als Hagelschutz dienen würde, sind elektrisch fernbedienbare Rollläden für Kollektoren

Wenn hier Jemand noch andere Methoden kennt oder eigene Ideen hat, bitte meine Aufzählung ergänzen!

Gruß

frodo

Man könnte zum Beispiel mit der überschüssigen Wärmeenergie, die im Sommer durch Sonnenkollektoren anfällt, das Holz/Hackschnitzel in einem Speicher eines Blockheizkraftwerkes trocknen.
Eine Möglichkeit der Wärmeübertragung der thermischen Energie vom Wasser aus den Sonnenkollektoren in die Luft wäre die Verwendung von Wärmetauschern.
Ein sehr interessantes Material ist das Zeolith. Dabei handelt es sich um ein Mineral mit einer sehr großen Oberflächenstruktur. Das Mineral hat die Eigenschaft, dass wenn man es trocknet und in ein Vakuum versetzt, Kälte abgibt. Es gibt so lange Kälte ab, bis die intermolekularen Zwischenräume des Minerales mit Wassermolekülen gesättigt sind. Es kann dafür in Klimaanlagen beispielsweise eingesetzt werden. Um das Mineral wieder zu regenerieren, muss man es trocknen.
Und hierfür könnte man die Überschüssige Wärmeenergie der Solarthermie nutzen in dem man sie über einen Wärmetauscher in heiße Luft umwandelt und dann durch das Zeolith hindurchleitet und dadurch das Mineral trocknet. Hierzu könnte man einen Zeolith-Speicher bauen in den man dann die heiße Luft hindurchleitet.
Wenn man im Winter dann fein zerstäubtes Wasser auf dieses Zeolith-Mineral sprüht, so entseht durch die intermolekularen Kräfte (Moleküle beginnen sehr heftig zu schwingen) eine große Wärmemenge. Diese Wärmemenge kann man dann wiederum über Wärmetauscher nutzen für die Brauchwasser-Gewinnung in einem Haus. Wenn das Mineral dann gesättigt ist, sprich alle molekularen Zwischenräume mit Wasser-Molekülen aufgesättigt sind, kann der Zeolith-Speicher im Sommer wieder durch heiße Luft aus den Sonnenkollektoren regenierit werden. Dieser Vorgang lässt sich sehr oft wiederholen. Vorteile: Es fällt kein Müll an, das Mineral verbraucht sich meines Wissen auch nicht oder nur sehr geringfügig. Zeolith wird beispielsweise in größeren Mengen in der Slovakei in Form von Klinoptinolith abgebaut.
Auf diese Weise kann man dann größere Mengen Energie speichern.
Diesen Zeolith-Speicher gibt es bisher aber noch nicht.

Greets, webdole

[Sabi(e)ne]

@frodo: Velux hat mittlerweile fernsteuerbare (per Handy) Rolladen im Sortiment - die könnte man doch bestimmt auch bis auf Größen für Solaranlagen ausweiten?
Schon allein als Hagelschutz könnte das gewaltig helfen, und dunkel machen die Dinger auch, oder?

[Renysol]

Diesen Zeolith-Speicher gibt es bisher aber noch nicht.
Greets, webdole

Ja, Zeolith ist super, zumindest in der Theorie. Würde es in der Praxis funktionieren, hätte ich vor ein paar Jahren einen solchen Speicher gebaut.

Hier führt ein Mann in einem kurzen 3-Min-Video vor, wie das mit dem Zeolith funktioniert, und erklärt es wirklich sehr gut:

http://www.youtube.com/watch?v=8YV3OPWJ06Y

Ich habe daraufhin Zeolith gekauft und den Versuch nachgemacht. Leider hat sich bei meinem Zeolith nichts getan, und dann habe ich das Interesse verloren.

Falls es bei jemandem klappt, bitte melden. Ich habe ein paar Ideen, wie man den Speicher aufbauen könnte.

[Benutzer 146 gelöscht]

@frodo: Velux hat mittlerweile fernsteuerbare (per Handy) Rolladen im Sortiment - die könnte man doch bestimmt auch bis auf Größen für Solaranlagen ausweiten?
Schon allein als Hagelschutz könnte das gewaltig helfen, und dunkel machen die Dinger auch, oder?

Hallo Sabi(e)ne, - was bringt Dich mitten im Winter auf das Thema?
Das mit den Rollos ist technisch sicher eine Lösung, hatte ich ja im Eingangspost geschrieben, aber ökonomisch leider eher nicht. Die Dinger sind unverschämt teuer
Da meine Kollektoren gut zugänglich sind, habe ich für den Ernstfall eine andere "Verdunkelung" : ausgemusterte Spannbetttücher