Modul 5 (Thermische Solaranlagen)
Thermische Sonnenkollektoranlagen, Grundlagen, Bauteile, Dimensionierung usw.
Thermische Sonnenkollektoranlagen, Grundlagen, Bauteile, Dimensionierung usw.
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Lernkarten
Aufbau einer thermischen Solaranlage
Sonnenkollektoren absorbieren solare Strahlung, wandeln sie in Wärme um und diese Wärme wird mit einem Wärmeträgermedium abgeführt.
Sie wird in einem Rohrsystem zum Solarspeicher gepumpt, erwärmt dort das Wasser im Speicher und strömt abgekühlt zurück.
Wie heisst der meist verwendete Kollektortyp?
Verglaster Flachkollektor
Wie funktioniert ein Sonennkollektor?
Die Lichtstrahlung dringt durch das Solarglas. Ein Teil der Strahlung wird reflektiert, vom Rest werden wenige Prozent durch das Glas zurückgehalten. Meist weist diese innen und aussen eine feine Struktur auf um Blenden durch Reflexion zu minimieren.
Möglichst heisse Kollektoren ergeben mehr Ertrag?
Nein.
Was brauchen Solaranlagen in der Schweiz
Einen Speicher / Eine Zusatzheizung
Reduktion des Solarertrages bei 45` Anstellung, Ausrichtung West?
25% Reduktion
Wie ist die folgende Einheit in Leistung
anzugeben, bei Sonne Einstrahlung?
W/m², kW/m²
Wie sind die folgende Einheit in Arbeit/Energie anzugeben, bei Sonne Einstrahlung?
Wh/m², kWh/m²,
J/m², MJ/m²
Die mittlere aufsummierte Energie der Sonne in der Schweiz?
Ca. 1`120 kWh/m²a
Die maximale Einstrahlung der Sonne auf eine horizontale Fläche in Luzern beträgt?
Ca. 1`000 W/m² oder
1kW/m²
Die Sonne hat eine Oberflächen Temperatur?
5`512°C
Die Energie Strahlung der Sonne in kWh/m²*a der Schweiz Mittelland ist?
1`100 kWh/m²a
Davon ca.50% diffus Strahlung
Die Energie Strahlung der Sonne in kWh/m²*a der Schweiz Alpen ist?
1`300 kWh/m²a
Davon ca.40% diffus Strahlung
Die Energie Strahlung der Sonne in kWh/m²*a der Schweiz Alpensüdseite ist?
1`400 kWh/m²a
Davon ca.35% diffus Strahlung
Nennen SIe die wichtigsten Komponenten eines Flachkollektors!
Solarglas, Kupferabsorber, Absorberrohre, Wärmedämmung
Welche Werte können mit dem Absorber erreicht werden?
Absorption 95%
Emissionen 5%
Wie gross beträgt die Strahlungsdurchlässigkeit bei Solargläsern?
>90% und die meisten haben eine Antireflexschicht
Die Minimalen Boiler Vorwärmevolumen in Bezug auf die Kollektorfläche
Anlage bis zu 20 Personen = 50 l/m2
Anlage von 20 bis 100 P. = 40 l/m2
Anlagen über 100 P. = 30 l/m2
Warum wird ein Speicher bei einer Solaranlage benötigt?
Es dient dazu eine möglichst grosse Solarnutzung während der Heizsaison zu liefern.
Vier wichtige Merkpunkte für die Speicher
- Durch die Speicherung wird der Solarnutzen der Anlage erhöht.
- Im Speicher ist intakte Schichtung sehr wichtig.
- Speicherdimensionierung sehr wichtig: Werder zu klein, noch zu gross!
- Wichtigsten Bauarten sind Wassererwärmer und Kombispeicher
Was kann ein Kombispeicher speichern?
Für die Speicherung von Heizungswasser und Warmwasser in einem gemeinsamen Speicher.
Wie erfolgt die Bewirtschaftung eines Kombispeichers?
Ladung von oben nach unten /
Entladung von unten nach oben.
Welche Temperaturen müssen die Wärmedämmungen für Solaranlagen aushalten können?
150-170°C
Welche Eigenschaften müssen aussenliegende Leitungen erfüllen?
- UV-beständig
- Witterungsbeständig
- Wasserdicht
- Schutz gegen Vogelfrass
Was muss man beachten beim Verlegen der Wellrohre?
Wellrohre sind äusserst schwierig zu entlüften. Vor allem die waagrechte Verlegung muss unter allen Umständen vermieden werden.
Welche 3 Arten von Vakuumkollektoren gibt es?
- Heat-Pipe Vakuumröhre
- Durchflossene Vakuumröhre
- Vakuumdoppelrohrkollektor
Auf was sollte man bei der Montage von Heat-Pipe Röhren achten?
Sie müssen mindestens mit 20° geneigt aufgestellt werden, sie dürfen nicht flachgelegt werden.
Welche Montage arten können bei Direktdurchflossenen angewendet werden?
Man kann sie flachlegen oder mit Steigung.
Was sollte man bei durchflossenen Vakuumröhren beachten?
Man sollte beachten, dass sie nach wenigen Jahren Vakuumverluste aufweisen. Der Ertrag wird schlechter.
Wieso stellt man die Kollektoren auf dem Dach auf?
Da es eine gute Ausnützung
einer freien Fläche ist und zuoberst am wenigsten Beschattungen durch
Fremdobjekte vorhanden sind.
Wie werden Kollektoren auf Steildächern eingebaut?
Einbauen heisst, die bestehende Eindeckung wird entfernt und die Kollektoren werden an der Stelle mit einem Eindeckrahmen wetterdicht in das bestehende Dach integriert.
Was für Anforderungen hat eine Flachdachaufstellung?
- Die Windstabilität muss gewährleistet sein.
- Das Dach sollte während der Lebensdauer der Kollektoren Dicht sein.
- Die Tragfähigkeit muss gewährleistet sein.
Merkpunkte für die Kollektoren:
- Der Kollektor wandelt die einfallende Strahlung in Wärme um.
- Kollektoren müssen für 30 Jahre Einsatz im Freien gebaut ein.
- Nur Kollektoren mit Qualität- und Leistungstest anwenden.
- Der Ertrag von Kollektoren kann bestimmt oder berechnet werden.
Wie funktioniert eine Solaranlage für Warmwasser und Heizungsunterstützung?
Der Speicher wird mit Solarenergie geladen. Vom Speicher wird die gespeicherte Wärmeenergie für Warmwasser und Raumheizung bezogen. Je nach Verschaltung kann die Zusatzwärme den Speicher aufheizen.
Warum ist der Speicher Oben immer Wärmer als Unten?
Warmes Wasser hat ein kleineres spezifisches Gewicht (Dichte) als kaltes Wasser. Demzufolge ist der Speicher ober immer wärmer.
Was ermöglicht ein Kombispeicher?
Er ermöglicht die Vernetzung von verschiedenen Wärmeerzeugern wie:
Sonne, Heizkessel, Elektroheizkörpern, etc. Und der Nutzer in Form von Raumheizung und Warmwasser, etc.
Wo sollte der Elektroheizstab platziert werden?
Ca. 15 cm über den Heizungsentnahmestutzen
Nennen Sie mir die verschiedenen Arten der Kombispeicher.
- Kombispeicher mit Rossnagel
- Kombispeicher mit Wärmetauscher untern am Boiler
- Kombispeicher Spira
- Speicher mit externer Brauchwassererwärmung
Bei wie viel % liegt bei solar (WW + Heizungsunterstützung) normalerweise der Deckungsgrad?
Deckungsgrad: 20-40%
Was ist ein Thermomischer (Jrgumat)?
Ein Mischer, dass die WW-Temperatur mit der KW-Temperatur mischt umso angenehme WW-Temperaturen regulieren kann.
Verbrühungsschutz von Personen!
