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Deckungsgrad, Bedarf

Die solare Einstrahlung (Summe der direkten und diffusen Strahlung) ist abhängig von

  • der Jahreszeit
  • der geografischen Breite
  • dem Sonnenstand und dem
  • dem Wetter (Bewölkung, Wasserdampfgehalt der Luft).

Tageszeitlich bedingte und teilweise auch die vom Wetter verursachten Einstrahlungsunterschiede können im Sommerhalbjahr noch gut durch einen entsprechend dimensionierten Speicher ausgeglichen werden. Die sehr großen jahreszeitlich bedingten Schwankungen lassen sich jedoch nur mit außerordentlich aufwendigen Speichern kompensieren. Eine Nutzung der Solarenergie für Heizzwecke im Winter stößt also auf Grenzen.

 
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Aufbau, Aufbau von Solarspeichern mit guter Schichtung
Deckungsgrad, Bedarf, Einstrahlung, solarer Deckungsgrad und Wärmebedarf im Sommer und Winter
Einsparungen durch solarthermische Anlagen, Welche Einsparungen bringt eine Solar-Anlage zur Warmwasserbereitung?
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Einstrahlung, solarer Deckungsgrad und Wärmebedarf im Sommer und Winter

Monatliche solare Einstrahlung auf eine Fläche von 6 m2, 40° Dachneigung, Südrichtung, Standort Berlin
Die solare Einstrahlung ist - wie man sieht - jahreszeitlich sehr unterschiedlich. In den Monaten des höchsten Bedarfes - November bis Februar - erreicht die SolarstrahlungSolarstrahlung
Die Solarstrahlung ist die von der Sonne in den Weltraum ausgehende Energie. Sie entsteht infolge der Kernfusion im Sonneninneren. Die auf die Erde auftreffende durchschnittliche  Solarstrahlungsleistung beträgt 1.000 W/m². Die in Mitteleuropa auftreffende und damit theoretisch nutzbare Energiemenge macht etwa 1000 kWh/m² im Jahr aus. Man unterscheidet direkte Strahlung und diffuse Strahlung.
zusammengenommen noch nicht einmal den Wert, den die Sonne uns im Mai schickt.
Solare Einstrahlung in kWhkWh
Eine kiloWattstunde = 1000 Wh (Wattstunde) = 3,6 MJ (MegaJoule) = 860 kcal. die kWh ist eine gebräuchliche Einheit für die Energie- oder Wärmemenge. Eine kWh Wärme entspricht der gleichen Energiemenge wie eine kWh Strom, allerdings in einer anderen Energieform. Wird Strom in Wärme umgewandelt, z. B. in einem Tauchsieder, wird aus einer kWh Strom genau eine kWh Wärme. Aus einer kWh Wärme kann man jedoch technisch gesehen gerade 0,3 kWh Strom erzeugen.
pro m2 und Jahr
WärmebedarfWärmebedarf
Der Wärmebedarf ist jene Nettowärmemenge in kWh, die zur Beheizung eines Raumes bzw. eines Gebäudes oder/und zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Der Wärmebedarf ergibt sich aus dem Produkt der Heizlast und der Zeitdauer der Beheizung. Der Wärmebedarf für die Raumheizung setzt sich aus dem Transmissionswärmebedarf und dem Lüftungswärmebedarf zusammen.
für Warmwasserbereitung, 200 Liter pro Tag, 4-5 Personenhaushalt
Der Wärmebedarf für die Warmwasserbereitung (violette Balken) ist über das Jahr betrachtet etwa gleich. Es sollte also bei entsprechendem WirkungsgradWirkungsgrad
Der Wirkungsgrad stellt das Verhältnis von nutzbarer zu aufgewendeter Energie bzw. Arbeit oder Leistung dar. Bei Wärmeerzeugern, die Brennstoffe wie Öl, Gas, Holz oder Kohlen verbrennen, unterscheidet man: Feuerungswirkungsgrad, Normnutzungsgrad, Jahresnutzungsgrad. Bei Wärmepumpen wird der Wirkungsgrad mit der Leistungszahl ausgedrückt.
der Solaranlage gelingen, von März bis Oktober einen beträchtlichen Teil des Wärmebedarfes für die Warmwasserbereitung durch die Sonne zu decken. In der Regel wird eine Deckungsrate von etwa 60% erreicht.

Der solare Deckungsgrad (in %) gibt  an, wie viel des verbrauchten Warmwassers durch die Kollektoranlage erwärmt wird. Er wird beeinflusst von

Die Installationsart, Regelungstechnik und Montagefehler beeinflussen die den solaren Deckungsgrad ebenfalls:

  • Eine unsachgemäße Erfassung der Warmwassertemperatur im Speicher führt zu übergroßer Spanne zwischen Ein- bzw. Ausschalttemperatur (z.B. nur Anlegethermostat, kein Tauchfühler)
  • Die Vergrößerung der Differenz zwischen der unteren Ein- und oberen Ausschalttemperatur (Nachheizung) des Warmwasserspeichers niedrigem bei generell niedrigem Temperaturniveau führt zu einer Verbesserung des Deckungsgrades
  • Unkontrolliertes Nachheizen (zu früh) verringert den möglichen Solarertrag (Verriegelung durch Zeitschaltuhr)
Wärmebedarf für Heizung und die Solarstrahlung auf einer Fläche von 10 m2, 40°, Berlin
Der Anteil der Solarstrahlung auftreffend auf eine Kollektorfläche von 10 m2 bezogen auf den Wärmebedarf für die Heizung I (Haus mit 130 m2, Baujahr 1965, ungedämmt) ist gering. Durch deutliche Verbesserung der WärmedämmungWärmedämmung
Eine Wärmedämmung mindert den Wärmestrom von der warmen zur kälteren Seite eines Bauteiles. Dazu werden Stoffe mit einer geringen Wärmeleitfähigkeit (Wärmedämmstoff) als Schicht zwischen Warm und Kalt eingebracht. Eine sehr gute Wärmedämmung wird mit einem Vakuum erzielt (Thermoskanne). Auch ruhende Luft dämmt den Wärmefluss sehr gut. Um eine hohe Wärmedämmwirkung zu erzielen, dürfen Wärmedämmstoff(e) nicht durchströmt werden und eine bestimmte Einbaudicke nicht unterschreiten.
(Heizung II, NiedrigenergiehausNiedrigenergiehaus
Ein Niedrigenergiehaus ist ein Gebäude mit einem vergleichsweise niedrigen Energiebedarf (kleiner 100 kWh/m²) für Raumwärme und Warmwasserbereitung gegenüber dem Durchschnitt (etwa 200 kWh/m²) der Hausbestandes bei gleicher Nutzung. Dies wird vor allem duch eine besonders gut geplante und sorgfältig ausgeführte Wärmedämmung aller Bauteile erreicht. Ein Niedrigenergiehaus ist an keine bestimmte Bauweise gebunden, wohl aber an die Berücksichtigung verschiedener Planungsprinzipien. Auch Altbauten konventioneller Bauweise eigen sich bei entsprechender Planung zur Umgestaltung in ein Niedrigenergiehaus. Bei Neubauten ist das Erreichen des Niedrienergiehausstandards Pflicht, jedoch ist durch geringe Mehraufwendungen auch ein Verbrauch von weniger als 50 kWh/m² schon möglich.
) kann der Anteil gesteigert werden. Die tatsächliche Brennstoffeinsparung beträgt 20 bis 30 % bei Berücksichtigung des realen Wirkungsgrades einer Solar-Anlage. Im Haus Heizung 1 erreicht man weniger als 10 %.
Bildquelle: Institut für wirtschaftliche Oelheizung


© by f.nowotka | zuletzt geändert am: 05.04.2008 | 35083 x gelesen


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