Vakuum- oder Flachkollektor?

[pulsedriver]

Hallo zusamen,

unser Budget enthält eine thermische Solaranlage. Wir bekommen ein Flachdach. Jetzt stellt sich die Frage: Vakuum oder Flachkollektor?

Die Vakkumdinger sind teurer, sollen angeblich aber auch ohne Schrägstellen aufs Flachdach passen (wenn das mal stimmt, ich denke doch, dass auch denen eine gute Ausrichtung nicht schadet). Ausserdem bringen sie im Winter was mehr. Insgesamt braucht man wohl auch weniger Fläche damit, was den Preis wieder etwas kompensiert.

Dann geht es noch um die Förderung. Wir sind im Kanton SO. Bei Vakkum Kollektoren soll es bis 4qm pauschal 3000 Fr. dazu geben, bei Flachkollektoren bis 7qm. Wenn noch mehr Fläche verbaut ist, gibt es einen Sockelbetrag von rund 1320, und 420 pro qm bei Vakuum bzw 240 pro qm bei Flachkollektoren.

Wir sind 2 Leute. Gehe ich recht in der Annahme, dass 4qm Vakkum Kollektor da schon recht weit reichen sollten? Weiss jemand, was man für 4qm Vakuumkollektor preislich etwa rechnen muss?

Nachtrag: Boiler Grösse? Der Architekt empfiehlt 500l. Ich dusche gerne warm und auch schon mal länger als absolut nötig. Nicht doch ein 750l oder gar mehr?

 

[Fred]

Ob Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren angebracht sind, lässt sich nicht "vom Schiff aus" sagen.

Erstens muss abgeklärt werden, wozu eine Solaraanlage dienen soll:

Warmwasserbereitung

Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung

Warmwasserbereitung und teilsolares Heizen.

Zweitens sind die Verhältnisse zu berücksichtigen:

Ausrichtung des Daches

Geographische Lage (Höhe, etc.)

Ev. Beschattung

Flach auf einem Flachdach funktionieren Kollektoren im Sommer.

Bei einzelnen Röhrenkollektoren können die Rohre und damit die Absorber gedreht werden, aber auch die sind im Winter, wie die Flachkollektoren, eingeschneit.

Für gute Erträge im Winter ist die Aufstellung 40-60° nötig.

Bei der Fläche ist die Ausrichtung, Himmelsrichtung, zu berücksichtigen.

Bem Speicher ist u.a. zu berücksichtigen, welche 2. Energiequelle zur Verfügung steht.

Also muss die Anlage objekt- und benuzerspezifisch geplant werden. Seriöse Anbieter machen nicht bloss pauschale Aussagen sondern simulieren die Anlage, so dass konrete Ertragserwartungen (in kWh) genannt werden können.

Wenn all das nicht berücksichtigt wird, sind Solaranlagen oft "nice to have-Anlagen".

Gruss, Fred

 

[pulsedriver]

Die Analge ist nur für Warmwasser. Für das Heizen (und für den Rest vom Warm Wasser, den die Solaranalge nicht liefert) ist eine Luft Wärmepumpe zuständig.

Bessonnung ist im Sommer den ganzen Tag gegeben. Im Winter hingegen recht wenig, gegen Südwesten geht ein Hügel rauf. Schätze mal, dass im Winter nur von 11 Uhr bis 15 Uhr Sonne ist - wenn es nicht eh Hochnebel gibt - das Grundstück liegt unweit von Aarau, im Mittelland. Höhe wird irgendwas zwischen 400 und 500 sein.

Warmwasserverbrauch (45 Grad) liegt vermutlich bei 150 Liter pro Tag im Winter, im Sommer eher was mehr (2. Mal Duschen pro Tag nach dem Biken).

Mir ist es wichtig, dass wir nicht nur im Sommer in der Regel Volldeckung erhalten, sondern auch im Frühling und Herbst noch recht viel nutzen können und auch nicht gleich elektrisch WW machen müssen, wenn es 1 oder 2 Regentage gibt.

 

[Fred]

Wegen der Verbindung mit der Wärmepumpe wirst du in der Auswahl des Speichers etwas begrenzt sein (grosser Wärmetauscher notwendig).

Es gibt aber auch geschickte Speicher mit Zusatztauscher.

Wenn Du bis in den Herbst ohne Zusatzheizung auskommen willst, brauchst Du nutzbare Temperaturen vom Kollektor, ein Teich voll 30 grädiges Wasser nützt Dir dann nichts. Also Kollektoren aufstellen auf ca. 45°. Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren mit low-flow-Technik.

Sprich Deinen Energieplaner darauf an, dass er darauf achten soll.

Verlange eine Simulation der Anlage.

Gruss, Fred

 

[pulsedriver]

Ich denke, Herbst ganz ohne Zusatzheizung wird zu teuer. Ich stell's mir eher so vor: Wenn es im Herbst sonnig ist, Volldeckung. Und dann die Möglichkeit, eben möglichst viele Tage mit schlechtem Wetter noch vom Speicher zu zehren. Wenn's dann wirklich eine Woche schlecht ist, wird ein Speicher natürlich auch nicht mehr reichen und ich muss nachheizen.

Ich hab halt gesehn (Inetpreise, D), dass ein 1200l Speicher nicht um Welten mehr kostet als ein 500l...

 

[Einheizer]

Aufständerung bei Vakuum Kollektoren sind zwar kein Muss, machen aber trotzdem ca. 20 % Ertrag aus. (Vor allem im Winter, wirst Du ohne Aufständerung kaum ein Nutzen ziehen können).

Bei 4 qm? Kollektorfläche sollte ein Speicher von max. 800 l vollkommen ausreichend sein.

Beachten solltest Du beim Pufferspeicher, dass Du genügend Anschlußmöglichkeiten für weitere Energiequellen hast.

Für Deine beschriebenen Wünsche, würde ich einen wasserführenden Kaminofen in Erwägung ziehen. (z.Bsp. Modell Tio von Wodtke, Spartherm hat auch einen Schönen im Programm).

Aber wie Fred schon richtig schreibt, kommt es hier auf die Gegebenheiten vor Ort an. Hier wirst Du um eine fachmännische Planung kaum herum kommen.

Gruß

Einheizer

 

[Fred]

Ich denke, Herbst ganz ohne Zusatzheizung wird zu teuer. Ich stell's mir eher so vor: Wenn es im Herbst sonnig ist, Volldeckung. Und dann die Möglichkeit, eben möglichst viele Tage mit schlechtem Wetter noch vom Speicher zu zehren. Wenn's dann wirklich eine Woche schlecht ist, wird ein Speicher natürlich auch nicht mehr reichen und ich muss nachheizen.

Ich hab halt gesehn (Inetpreise, D), dass ein 1200l Speicher nicht um Welten mehr kostet als ein 500l...

Wenn Du einen solchen Lsstwagen in den Keller stellen willst, brauchst Du auch einen entsprechenden Motor auf dem Dach.

In einen 1'200 lt. Speicher bringst Du gegen 120 kWh.

Dein Tagesbedarf liegt gemäss Deinen Angaben bei ca. 9,5 kWh.

An einem guten Maitag erntest Du pro m^2 Kollektorfläche ca. 1,5 kWh.

Nun kannst Du rechnen.

Wichtig ist dabei, dass Du bei allen Temperaturen unter 45 Grad nachheizen musst, auch wenn Du 1200 Liter a 40° C im Keller hast, was energiemässig gegen 6 Tage Deines Bedarfs entspricht.

Die Sache ist nicht ganz einfach.

Bei der Aufständerung musst Du beachten, dass bei niedrigem Sonnenstand die Kollektorfläche quasi kleiner wird und dazu die Reflektion z.B. bei Flachkollektoren grösser.

Gruss, Fred

 

[Bauprofi]

Hallo Zusammen

Es kommt wie immer zu der Debatte über die Grösse des Speichers.

Zuerst mal welcher Speicher?

Meiner Meinung nach ist es ein Unsinn gutes Trinkwasser zu erwärmen und dann zu Speichern.

Also wäre ein Pufferspeicher sicher eher angebracht.

Was ist teuer an der Solaranlage?

Die Verrohrung und die Montage, ob ich nun 2 oder 8 qm baue macht nicht wirklich viel aus.

Wenn ich einen Pufferspeicher nehme, dann kann ich damit gleich meine Heizung steuern. Somit nutze ich die Sonne viel besser aus.

Wenn ich nun das Wasser nur dann erwärme wenn ich den Hahn öffne, dann benötige ich nur dann Energie wenn ich sie brauche.

Nun gibt es zwei Möglichkeiten der Puffergrösse.

1. Der Jahresspeicher, hier gilt es so gross zu berechnen, dass ich gar 2-3 Monate ohne Sonne durchkomme. Hier reden wir von mehreren qm.

2. Ich nehme einen kleinen Speicher, der sehr kurze Ladezeiten braucht. So kann ich mit schon 1 Stunde Sonne einige Zeit Heizen. Besonders dann wenn ich geringe Vorlauftemperaturen habe. Die Puffergeometrie ist hier besonders genau zu Planen. Genügend für den WW bedarf, Ausreichen Schicht für den Heizungsbetrieb, damit ich die Wärmeerzeugerlaufzeit optimiert habe. Und passenden Kaltteil, damit das Delta für den Kollektor stimmt. So komme ich auf wirklich gute Erträge und eine sehr grosse Ausnutzung der kostenlosen Sonnenenergie.

Gruss Bauprofi

 

[Hausi]

@Fred

Bei einem 1200 Liter Speicher können pro Grad C Temperaturerhöhung maximal 1.4 KWh Wärmeenergie gespeichert werden.

Bei einer maximalen Speichertemperatur von 80 Grad C und einer nutzbaren Temperaturdifferenz von 40 Grad C lassen sich somit nur ca. 55 kWh nutzbare Wärmeenergie speichern (und nicht 120 kWh wie behauptet).

Zusätzlich negativ ins Gewicht fallen auch die nicht unerheblichen Bereitschaftsverluste des Speichers.

 

[Fred]

Hallo Zusammen

Wenn ich einen Pufferspeicher nehme, dann kann ich damit gleich meine Heizung steuern. Somit nutze ich die Sonne viel besser aus.

Wenn ich nun das Wasser nur dann erwärme wenn ich den Hahn öffne, dann benötige ich nur dann Energie wenn ich sie brauche.

Gruss Bauprofi

Vermutlich meinst Du eine Frischwasserstation. Eine gute Lösung, im Zusammenhang mit den beschränkten Temperaturen einer Luft-Wasser-Wärmepumpe aber nicht einfach.

Deshalb erwähnte ich, dass ein "geschickter" Speicher notwendig sei. Die Anlage muss im Zusammenhang mit der Heizung geplant werden, es sei denn, man trenne die beiden Sachen komplett.

Gruss, Fred

 

[Fred]

@Fred

Bei einem 1200 Liter Speicher können pro Grad C Temperaturerhöhung maximal 1.4 KWh Wärmeenergie gespeichert werden.

Bei einer maximalen Speichertemperatur von 80 Grad C und einer nutzbaren Temperaturdifferenz von 40 Grad C lassen sich somit nur ca. 55 kWh nutzbare Wärmeenergie speichern (und nicht 120 kWh wie behauptet).

Zusätzlich negativ ins Gewicht fallen auch die nicht unerheblichen Bereitschaftsverluste des Speichers.

Ich habe die gesamte Energiemenge angegeben und nicht die nutzbare, um aufzuzeigen wie viel Kollektorfläche notwendig ist, um einen 1'200-Liter-Speicher aufzuheizen, denn nachgespiesen wird mit kaltem Wasser, das natürlich bereits eine bestimmte Menge Energie mitbringt.

Natürlich hast Du recht, nutzbar ist weniger, deshalb mss alles unter 45° nachgewärmt werden. Bereits im 1. Posting schrieb ich, dass ein Teich lauwarmes Wasser so nicht gebraucht werden kann.

Solaranlagen in Verbindung mit Luft-Wasser-Wärmepumpen sind nicht die einfachsten, auf der einen Seite sind die hohen möglichen Temperaturen der Solaranlage und auf der andern die tiefen der Wärmepumpe.

Gruss, Fred

 

[Bauprofi]

Hallo Fred

Ja ich meine Frischwasserstation. Wenn Du genau nachliest, dann habe ich ja auch geschrieben das der Puffer genau geplant werden muss. Fakt ist aber, dass bei einer solchen Installation der Puffer das Zentrale Element ist. Und auch in der Kombi mit einer Luft/Wasser WP sehr sehr gute Werte erreicht. Besonders da ich für die FW-Station nur auf 50° gehen muss. Also keine 60°. Und jetzt nicht wieder schreiben, dass 60° nicht notwendig sind. Es geht am ende um unser Lebensmittel nur 1.

Gruss Bauprofi

 

[Walter]

Was sind denn die grossen Nachteile einer Frischwasserstation?

- hohe Ausstosszeiten?

- hoher Stromverbrauch für Steuerung und Pumpen?

- Kein Warmwasser bei Stromausfall?

Wir würden auch gerne eine Frischwasserstation einbauen, jedoch bin ich noch skeptisch. Was ist der Nachteil gegenüber einem Kombispeicher? Wenn die Frischwasserstation sehr gut ist, warum ist sie dann eher selten?

Danke für alle Antworten, die mich bestärken, eine Frischwasserstation einzubauen./emoticons/default_biggrin.png

Gruss Walter

 

[Fred]

Was sind denn die grossen Nachteile einer Frischwasserstation?

- hohe Ausstosszeiten?

- hoher Stromverbrauch für Steuerung und Pumpen?

- Kein Warmwasser bei Stromausfall?

Wir würden auch gerne eine Frischwasserstation einbauen, jedoch bin ich noch skeptisch. Was ist der Nachteil gegenüber einem Kombispeicher? Wenn die Frischwasserstation sehr gut ist, warum ist sie dann eher selten?

Danke für alle Antworten, die mich bestärken, eine Frischwasserstation einzubauen./emoticons/default_biggrin.png

Gruss Walter

Man darf eine Frischwasserstation, einen Speicher, Sonnenkollektoren und die Wärmeumpe nicht isoliert betrachten, sondern in einem Gesamtkonzept, und da kann die Frischwasserstation dann das Beste oder das Viertbeste sein.

Stimmt, bei Stromausfall kein warmes Wasser. Wenn Du in einer Gegend wohnst, in der es nur für ein paar Stunden pro Tag unregelmässig Strom gibt, würde ich davon absehen.

Frischwassestationen sind (noch) selten, weil diese Anwendung im Einfamilienhausbereich noch ziemlich neu ist. Sie erlauben den Energiespeicher effinzienter zu betreiben (Schichtung), weil kein eingebauter Brauchwarmwasserseicher stört.

Gruss, Fred

 

[pulsedriver]

Wird ja richtig interessant hier!

Ein paar weitere Fragen meinerseits: Der Boiler muss ja in der Regel 60 Grad haben (Legionellen). 85 wäre wohl dann das Maximum. Natürlich kann die Temperatur im Boiler mal zwischenzeitlich unter 60 Grad fallen, Also wären bei 85 Grad maximal Temperatur ca. 30 Grad Wäre drinnen, die man aufbrauchen kann, bevor wieder geheizt werden muss.

800l und 30 Grad sind ca. 27 kWh. Das ist tatsächlich schon viel. Ich gehe von 150l Verbrauch pro Tag aus, die im Schnitt 25 bis 30 Grad wärmer als das kalte Wasser sein müssen. Der Boiler würde ohne Wärmeverluste also bereits 5 bis 6 Tage reichen!

Aber: Wenn der Boiler mit Solar auf 80 oder 85 Grad hoch soll, dann muss das, was aus der Solaranalge kommt, entsprechend warm sein. Da sind die Röhrendinger doch wieder besser als die Flachkollektoren, oder? In den Röhren wird ja mit Spiegeln die Wärme auf ein relativ kleiens Wasservolumen gebündelt, das dadurch sehr warm werden kann. Und das Vakuum isoliert gut, sodass auch 100 Grad und mehr im Kollektor gehn (hab mal gelesen,d ass sie gar bis 130 Grad warm werden können, weiss nicht, ob das wirklich stimmt)

 

[Fred]

Wenn Du Wasser von 45°C haben willst, braucht es die Häfte Warmwasser a 80°C und die Hälfte Kaltwasser a 10°

So könnte man mit 800 Liter a 80°C 1'600 Liter a 45°C mischen.

Die Praxis sieht anders aus. Speicher (ev. die günstigen vom Inet) verlieren bis zu 10% pro Tag durch Abstahlung und Konvektion.

Dazu kommen Verluste durch Durchmischung.

Dazu kommen Verteilverluste etc.

Dazu kommt, dass der Speicher zu Beginn der Schlechtwetterperiode ganz gefüllt sein müsste. Also müsste über Tage die Solarernte grösser sein als der Verbrauch. Am besten man bestellt das schlechte Wetter am Ende der Sommerferien. /emoticons/default_biggrin.png

Auch Flachkollektoren erreichen Temperaturen von 80°C und mehr, oft sind Flachkollektoren ausreichend.

Typische Stillstandtemperaturen von Kollektoren sind 200°C bis gegen 300°C

Noch ein Basiswissenlink

Wapedia - Wiki: Solarthermie

Und ein Link mit einem Bild mit typischen Wirkungsgraden von Kollektoren und weiteren Infos

IWO

Gruss, Fred

 

[pulsedriver]

Wenn Du Wasser von 45°C haben willst, braucht es die Häfte Warmwasser a 80°C und die Hälfte Kaltwasser a 10°

So könnte man mit 800 Liter a 80°C 1'600 Liter a 45°C mischen.

Die Praxis sieht anders aus. Speicher (ev. die günstigen vom Inet) verlieren bis zu 10% pro Tag durch Abstahlung und Konvektion.

Dazu kommen Verluste durch Durchmischung.

Dazu kommen Verteilverluste etc.

Was noch dazu kommt: Wenn die Sonne weg ist, bleibt mein Speicher ja nicht bei 80 Grad. Sondern wird mit der Zeit und mit fortschreitender Entnahme kälter. Wenn er auf 55 oder so runter ist, dann muss notfalls die Wärmepumpe im nächsten heizfenster (ist ja nicht rund um die Uhr erlaubt) den Boiler wieder auf minestens 60 Grad hochbringen.

Insofern erachte ich die Rechnung mit den entommenen KWh als einfacher für mich. Natürlich ist das noch ein idealisierter Speicher, der bei keiner Entnahme auch nichts verliert. Wenn man deine Zahlen von bis zu 10% Verlust dazu nimmt, dann ist eine Speicherkapazität für 6 durchschnittliche Tagesmengen der Wärmeentnahme (ohne Verlust gerechnet) vielleicht schon recht viel. Bei 6 Tagen sind es ja auch nur 16% pro Tag, die man entnimmt.

So betrachtet lohnt sich der grosse Speicher vielleicht wirklich nicht so. Der kleine hat ja auch Vorteile. Er ist nämlich schneller so warm, dass man nicht mehr nachheizen muss.

 

[Fred]

Deshalb schrieb ich im ersten Posting vom "geschickten Speicher"

Deine Luft-Wasser-Wärmepmpe wird etwas zu "gnagen" haben bei der Speicherladung auf 60°C.

Es ist darauf zu achten, dass sie gegen Ende der Ladung bei der kleinen Temperaurdifferenz ihre Leistung noch abbringt, d.h. die Spreizung Vor- und Rücklauf noch genügend ist. Dafür gibs spezielle Speicher oder zusätzliche Wärmetauscher.

Bemerkungen zu den Wärmepumpen:

Wie effizient sind Wärmepumpen?

http://www.bfe.admin.ch/php/modules/enet/streamfile.php?file=000000009668.pdf&name=000000280033.pdf

Agenda-Gruppe Umwelt/Energie Lahr

http://www.energieverbraucher.de/files_db/dl_mg_1206784807.pdf

Gruss, Fred

 

[pulsedriver]

So, die Entscheidung muss nun bald her, wir müssen uns demnächst für ein Angebot eines Sanitärs entscheiden.

Mit der entscheidenden Frage Flach- oder Röhrenkollektor bin ich noch kaum weiter, musste mich mehr um die Einsprachen gegen das Baugesuch kümmern. Und um den Landkauf.

Was ich selber auf dem Web gelesen habe: Röhrenkollektoren sind an relativ kalten, klaren Tagen vom Vorteil. Also im Frühling und Herbst, wenn es auftut. Ausserdem sind Röhrenkollektoren besser für Hochtemperaturanlagen. Da ich meinem Boiler nur selten und kurz Temperaturen unter 60 Grad gestatten will, dürfte er wohl schon fast als Hochtemperatur Anwenung gelten, oder?

Ausrichtung auf dem Dach kann ich frei wählen (Flachdach mit Haltern, die die Kollekroten schräg aufstellen). Beschattung durch andere Gebäude oder Bäume droht im Sommer erst ab ca. 19 Uhr. Im Winter geht die Sonne schon ca. um 15 Uhr unter. Wobei der eigetnliche Winter vermutlich eh ziemlich egal ist (Hochnebelzeit, für die Handvoll Tage mit Sonne muss ich meine Anlage nicht anpassen).

Was mach ich also, um eine einigermassen wirtschaftliche Anlage zu bekommen, welche bei sonnigem Wetter ausserhalb der Hochnebel Monate (Mitte Nov. bis Mitte Feb.) meinen Boilder von 60 Grad ausgehend weiter hochheizen kann, auf 80 bis 85 Grad? Ist 4 bis 5 qm Röhrenkollektor die richtige Lösung (Apperturfläche ist dann geringer!). Die Anlage soll für bis zu 4 Personen ausgelegt sein. Wir sind zwar nur zu zweit, anderseits dusche ich gerne auch mal was länger als unbedingt nötig. Ausserdem wäre es schädlich für den Wiederverkaufswert, die Solaranlage nicht für eine übliche Zahl von Leuten im Haus (5 Zi) auszulegen, oder?

Nachtrag:

Mit der Seite hier: http://www.solar-berechnung.de/calc.php

Komme ich bei 4 bis 5 Personen (weiss nicht, ob ich von 130l oder 160l ausgehn soll), 45 Grad Winkel und Südausrichtung auf 3.6 bis 4.4 qm Röhrenkollektor. 400 bis 500 Liter Speicher. Wenn ich Freiburg im Breisgau auswähle. Wähle ich z.B. Feldkirch in Östereich, sind wir bei 5.0 qm statt 4.4 qm (sonst gleiche Vorgaben). Schweizer Orte fehlen leider.

nachtrag: Die hier haben Schweizer Daten, Bern dürfte ähnlich neblig sein wie Aarau:

http://www.viessmann.de/de/services/toolbox/interaktive_programme/esop-online.html

Mit 3qm Vitosol Röhren, 45 Grad geneigt nach Süden ausgerichtet, komme ich bei 4 Personen und 400l Speicher auf einen geschätzten Deckungsgrad von 75%. Mit 4qm statt dessen komme ich dann auf 82% - das bringt nicht mehr viel. Dementsprechend empfehlen die auch Deckunsgrade von 45 bis 60%. Das liesse sich also vermutlich schon mit einer 3qm Anlage erreichen, 4 qm hat schon Reserven...

 

[pulsedriver]

Und hier

Kostenrechner und Solaranlagenberechnung für Solarthermie

komme ich praktisch unabhängig vond er Klimazone bei 3 Personen mit hohem Verbraucht (total 180l am Tag) auf 5qm. Die 180l werden wir nicht ganz brauchen.

Also nach 3 verschiedenen Rechnern wäre 4qm Röhrenkollektor mit 400l Speicher vermutlich ein Ansatz, wenn ich schön 45 Grad nach Süden ausrichte, oder? Vielleicht noch nicht 100% perfekt dimensioniert, aber auch nicht völlig daneben, oder?