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Strom aus Solarenergie


Die thermische Energie der Sonne ist nahezu unerschöpflich. Erst mit den steigenden Kosten der fossilen Brennstoffe und dem Wechsel der Klimapolitik ist diese Thematik ins Rampenlicht gerückt und wird integraler Bestandteil moderner Technik.

Die stets vorhandene Energiequelle wird lediglich von Bewölkung, Kondensstreifen und verschiedenen Abdämpfen beeinflusst. Das hat zur Folge, dass die noch alternative Solarenergie nicht als alleinige Quelle genutzt werden kann. Es müssen zur überbrückung dieser Einbußen fortwährend alternative Leistungen erbracht werden. Beispielsweise ein Akkumulator, der überschüssige Energie speichert und den permanenten Zugriff gewährleistet. Das solar gespeiste Stromnetz dient primär dazu, Leistungseinbrüche (Unwetter) und lokale Schwankungen der herkömmlichen Stromquellen zu kompensieren, da beispielsweise Atomkraftwerke nur träge auf Zwischenfälle reagieren können.

Solare Technik im Hausbau

Beim Hausbau können wir zwei Arten von solarer Energie integrieren: Die thermische Nutzung bzw. die Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme, die mittels Kollektoren erfolgt. Diese solarthermischen Anlagen werden je nach Heizungssystem zur Erwärmung von Wasser oder Luft verwendet. Eine andere Möglichkeit ist die Umwandlung der Lichtstrahlen in elektrischen Strom durch Solarzellen, die zusätzliche Energie in den Stromhaushalt des Hauses einspeisen. Diese Technik nennt man Photovoltaik.

Planung & Montage von Kollektoranlagen

Aufgrund des rapiden Wachstums von Anbietern solarer Technik und Baukomponenten ist eine ausführliche Planung der vorgesehenen Solaranlage nötig. Bei der Zusammenstellung der solaren Bauteile muss auf deren Montage und deren Wechselwirkung akribisch geachtet werden, damit ein maximaler wirtschaftlicher Ertrag das Ergebnis ist. Eine gut durchdachte Planung ist Jahrzehnte Gold wert und wirkt sich auf die Wirtschaftlichkeit der Bausubstanz aus und erhöht den Wert des Bauobjekts.

Gut und günstig sollten Kollektoranlagen sein, möglichst viel Energie sammeln und mindestens 20 Jahre funktionieren. Worauf sollte man achten?

Die technischen Unterschiede einzelner Produkte sind auf den ersten Blick geringfägig. Entscheidend für den Ertrag sind eine sachgerechte Planung und Montage durch den Heizungsmonteur. Die einzelnen Komponenten der Anlage müssen gut aufeinander abgestimmt sein, gleich hohe Qualität haben. Das gute Zusammenspiel der Komponenten entscheidet letztendlich über Wirtschaftlichkeit und Funktionstüchtigkeit der Anlage: Ein Super-Kollektor kann einen minderwertigen Speicher nicht ausgleichen. Häufig wird mit Wirkungsgraden und Testergebnissen von Kollektoren geworben und über den Speicher kaum ein Wort verloren. Es nutzt wenig, wenn ein aufwändiger Kollektor viel Energie sammelt, der Speicher aber die Wärme nicht einlagern kann oder einfach zu viel davon verliert.

Wie funktionieren Kollektoren?

Kollektoren sind das wesentliche Bauteil einer Solaranlage. Sie sammeln die Sonnenstrahlen und wandeln deren Energie möglichst effektiv in Wärme um. Der Absorber des Kollektors ist wiederum das wesentliche Bauteil des Kollektors. In ihm fließt Wasser bzw. Sole. Dieser Wärmeträger nimmt beim Durchströmen des Kollektors die Wärme auf, transportiert sie zum Speicher und gibt sie dort ab. Es gibt verschiedene Kollektor-Typen:

Flachkollektoren setzt man heute am häufigsten ein. Sie bestehen aus einem gedämmten Gehäuse mit transparenter Abdeckung. Im Kasten sitzt ein dunkles Absorberblech. Durch das spezielle Solarglas dringt viel Sonnenlicht, welches sich auf dem dunklen Absorberblech in Wärmestrahlung wandelt. Unterdruck- bzw. gasbefällte Flachkollektoren sind eine Weiterentwicklung des Flachkollektors: Die Wärmeverluste durch Konvektion im Gehäuse werden stark vermindert. Flachkollektoren zeichnen sich durch ein günstiges Preis-Leistungsverhältnis und viele Montagevarianten aus.

Vakuumröhren-Kollektoren bestehen aus 6 bis 30 luftleeren (evakuierten), druckfesten Glasröhren, die oben in einem Sammlerrohr stecken. Das Vakuum wirkt als Wärmedämmung. Im Sammlerrohr zirkuliert der Wärmeträger (Wasser, Sole). Röhrenkollektoren erreichen bei höheren Temperaturen besseren Wirkungsgrad als Flachkollektoren, arbeiten mit höheren Absorbertemperaturen und erzielen bei geringer Einstrahlung besseren Wirkungsgrad. Deshalb eignen sie sich auch als Dampferzeuger oder für Klimasysteme. Vakuumröhren-Kollektoren liefern mehr Leistung als Flachkollektoren, sind dafür aber teurer. Meist kommen sie zum Einsatz, wenn nicht genügend Dachfläche vorhanden ist, bzw. höhere Temperaturen gefordert werden.

Niedertemperatur-Kollektoren, so genannte Schwimmbad-Absorber, sind eigentlich simple, dunkle Kunststoffrohre. Sie kosten wenig, wandeln fast ausschließlich direktes Licht in Wärme, sind nicht frostsicher und müssen deshalb im Winter entleert werden. Schwimmbad-Absorber haben den höchsten Wirkungsgrad aller Kollektoren.

Luftkollektoren erwärmen Luft statt Wasser, die man direkt zum Heizen einsetzen kann. Sie eignen sich hervorragend für Luftheizungen und automatische Lüftungsanlagen, sind aber weniger gebräuchlich.


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