Flachkollektoren wie der Vitosol 200-FM bestehen aus einem wärmegedämmten Aluminium-Rahmen, der zur Sonne hin mit hochtransparentem Spezialglas abgedeckt ist. Dieses lässt einen Grossteil der Strahlung in das Innere, wo sie auf den sogenannten Absorber trifft. Das Bauteil erwärmt sich und überträgt thermische Energie auf das Solarmedium, das durch mäanderförmig angeordnete Rohrleitungen im Kollektor strömt.
Solarthermie: Die Funktion einer thermischen Solaranlage
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Viessmann Vitosol 100-FM auf einem Hausdach
Themen im Überblick
Tagtäglich sendet die Sonne kostenfreie Energie, die Hausbesitzer mit einer Solaranlage nutzen können. Die Solarthermie funktioniert dabei ganz einfach: Kollektoren fangen die Strahlung auf und wandeln sie in thermische Energie um, bevor ein Speicher die Wärme aufnimmt. Abhängig von der Grösse der Anlage lässt sich diese dann zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung einsetzen.
Kollektoren
Vakuumröhrenkollektoren wie der Vitosol 300-TM bestehen aus einzelnen Röhren, die über einen Sammler miteinander verbunden sind. Die Röhren enthalten dabei den Absorber sowie eine Wärmeträgerflüssigkeit. Letztere verdampft beim Erhitzen, kondensiert am Sammler und überträgt Solarenergie auf die Solarflüssigkeit. Ein Vakuum in den Kollektorröhren reduziert die Wärmeverluste und sorgt für eine effiziente Funktionsweise der Solarthermie.
Sonnenkollektoren von Viessmann verfügen über die patentierte ThermProtect Temperaturabschaltung. Bei Flachkollektoren besteht diese aus einer speziellen Absorber-Beschichtung, die ihre Eigenschaften temperaturabhängig verändert. Steigt die Kollektortemperatur über den Abschaltpunkt, sorgt eine Veränderung der Kristallstruktur dafür, dass mehr Wärme abgestrahlt wird. Die Kollektortemperatur sinkt und die Sonnenkollektoren überhitzen nicht. Bei Vakuum-Röhrenkollektoren wie dem Vitosol 300-TM funktioniert die Temperaturabschaltung über eine selbstregelnde Heat-Pipe. Diese verhindert die Kondensation des Mediums in den Wärmerohren, wenn deren Temperatur auf über 150 Grad Celsius ansteigt. Die ThermProtect Temperaturabschaltung funktioniert ohne zusätzliche Komponenten. Sie erleichtert die Auslegung solarthermischer Anlagen und sorgt für einen sicheren Betrieb mit allen neuen Viessmann Sonnenkollektoren.
Wärmespeicher bevorraten die Solarenergie im Haus
Ist das solare Angebot grösser als der Wärmebedarf im Haus, nimmt ein Solarspeicher die Energie der Solaranlage auf, bevor er diese zeitversetzt an die Verbraucher abgibt. Auf diese Weise lässt sich viel Solarwärme im Haus nutzen. Welche Art von Energiespeicher zum Einsatz kommt, hängt bei der Solarthermie von der Funktion ab. Dient die Anlage der Warmwasserbereitung, wird ein Trinkwasserspeicher installiert. Solaranlagen zur Heizungsunterstützung statt man mit einem Pufferspeicher aus.
Speicher-Wassererwärmer für Warmwasser-Solarthermieanlagen
Speicher-Wassererwärmer wie der Vitocell 100-B/-W sind mit Trinkwasser befüllt. Sie verfügen über zwei Rohrschlangen-Wärmeübertrager, die wie Tauchsieder im Behälter sitzen. Während der untere das heisse Solarmedium durch den Speicher führt, ist der andere an einen Kessel, zum Beispiel an ein Gas-Brennwert-Heizgerät, angeschlossen. Reicht die Leistung der Solaranlage nicht, um das Trinkwasser auf die gewünschten Temperaturen zu bringen, schaltet eine Regelung den zweiten Wärmeerzeuger zu. So lässt sich sicherstellen, dass Trinkwasser auch an trüben Tagen oder bei einem sehr hohen Bedarf immer warm aus der Leitung fliesst.
Heizwasser-Pufferspeicher für Solaranlagen zur Heizungsunterstützung
Ist die Solarthermie zur Funktion der Heizungsunterstützung ausgelegt, kommt ein Heizwasser-Pufferspeicher zum Einsatz. Dieser ist mit Heizungswasser befüllt, das über einen Wärmeübertrager mit Solarwärme erhitzt wird. Reicht diese nicht aus, um die gewünschten Temperaturen zu erreichen, liefert eine Gasheizung, eine Holzheizung oder eine Wärmepumpe von Viessmann zusätzliche Energie.
Solarthermie: Funktionsweise setzt auf einen Solarkreislauf
Der Solarkreislauf sorgt dafür, dass die Wärme der Kollektoren im Haus ankommt. Er verbindet alle Komponenten der Anlage und ist mit einem Solarmedium (Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) befüllt. Die Flüssigkeit erwärmt sich an den Sonnenkollektoren und strömt angetrieben von einer Pumpe zum Speicher. Hier gibt das Medium thermische Energie ab, wobei sie den Speicher aufheizt und sich selbst abkühlt. Im Anschluss daran strömt es erneut zu den Sonnenkollektoren auf dem Dach und der Kreislauf setzt sich fort. Für eine uneingeschränkte Funktionsweise der Solarthermie sind ausserdem eine Reihe von Sicherheitsarmaturen erforderlich.
