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1 Beschreibung der Anwendung

1.1 Einleitung

Als Solarenergie bezeichnet man die Energie der Sonnenstrahlung, die technisch genutzt werden kann. Dafür wird die Energie der Sonnenstrahlen, die auf die Erde auftreffen, in Strom oder Wärme umgewandelt. Die Solarenergie lässt sich sowohl aktiv (z. B. mit Photovoltaikanlagen oder Sonnenkollektoren) als auch passiv (z. B. durch spezielle Fenster und Verglasungen) nutzen. Der Einsatz von Solarenergie ist eine ökologisch sinnvolle Alternative und bringt auch ökonomisch grosse Vorteile. Die technische Nutzung von Solarenergie vermindert die Umweltbelastung und wird durch entsprechende Förderprogramme für Nutzer immer attraktiver.

Dieses Dokument gibt einen Überblick über die Nutzung der Solarenergie mittels thermischer Solaranlagen, die gesetzlichen Grundlagen und die Lösungen, die von der R. Nussbaum AG in diesem Bereich angeboten werden.

1.2 Thermische Solaranlagen

Thermische Solaranlagen sind Systeme, die Energie aus der Sonneneinstrahlung in Wärme umwandeln. Da ausschliesslich erneuerbare Energie genutzt wird, sind diese Anlagen besonders nachhaltig.

Solaranlagen bestehen aus einzelnen Solarzellen und können auf Dächern, Fassaden oder im Freiland installiert werden. Thermische Solaranlagen können mit unterschiedlichen Sonnenkollektoren ausgestattet sein:

  • Thermische Flachkollektoren

  • Vakuumröhrenkollektoren

Das Prinzip thermischer Solaranlagen ist unabhängig vom Typ der Sonnenkollektoren das gleiche.

Die Kollektoren absorbieren einen grossen Teil der Sonnenenergie und erwärmen sich dabei. Die absorbierte Wärme wird auf eine Wärmeträgerflüssigkeit im Solarkreislauf übertragen und mit einer Solarpumpe in einen Wärmespeicher transportiert. Mit dieser Wärme werden die Warmwasserbereitung und die Heizung unterstützt. Dies spart Heizkosten und reduziert den Einsatz nicht erneuerbarer Energie.

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Schematische Darstellung einer thermischen Solaranlage

1.2.1 Thermische Flachkollektoren

Ein thermischer Flachkollektor zeichnet sich durch seine besonders niedrige Bauhöhe aus. Unter dem Absorberblech befindet sich ein Rohrsystem, durch das die Wärmeträgerflüssigkeit fliesst. Als Wärmeträgerflüssigkeit wird ein Wasser-Frostschutz-Gemisch eingesetzt. Durch die Zugabe des Frostschutzmittels wird sichergestellt, dass das Wasser bei Minusgraden nicht gefriert und die Anlage vor Beschädigungen durch Frost geschützt ist. Für die Wärmedämmung werden herkömmliche Dämmstoffe verwendet.

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Thermischer Flachkollektor

1.2.2 Vakuumröhrenkollektoren

Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus evakuierten Glasröhren, in denen sich ein Rohr mit einer die Sonnenstrahlung absorbierenden Schicht befindet. Im Inneren dieser Rohre strömt die Wärmeträgerflüssigkeit, die die absorbierte Wärme zum Wärmespeicher transportiert. Die Wärmeträgerflüssigkeit ist i. d. R. ein Wasser-Frostschutz-Gemisch. Die Dämmwirkung gegen die Aussenumgebung wird durch das Vakuum gewährleistet.

Vakuumröhrenkollektoren benötigen im Vergleich zu Flachkollektoren weniger Platz, um die gleiche Leistung zu erzielen und haben einen höheren Wirkungsgrad.

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Vakuumröhrenkollektor