Flächenbedarf
Sonnenkollektoren können prinzipiell überall dort aufgestellt werden, wo sie nicht durch Bäume, benachbarte Gebäude, Kamine und sonstige Dachaufbauten verschattet werden.
Der Weg zum Aufstellort des Speichers sollte dabei möglichst kurz sein. Hoch gelegene Aufstellorte wie z. B. ein geeignet ausgerichtetes Hausdach bieten sich daher als Montagefläche an. Ist dort ein Blitzschutz installiert, müssen die Kollektorgehäuse mit diesem elektrisch leitend verbunden werden.
Tips zur Dimensionierung:
Flachkollektoren
Warmwasserbereitung: 1,5m² je Person + 1m²
WWB+ Heizungsunterstützung: 1/10 der beheizten Wohnfläche
CPC-Vakuumröhrenkollektoren
Warmwasserbereitung: 1,0m² je Person + 1m²
WWB+ Heizungsunterstützung: 1/15 der beheizten Wohnfläche
CPC-Vakuumröhrenkollektoren haben einen Mehrertrag über das gesamte Jahr gesehen von ca. 30% im Vergleich zu Flachkollektoren. Sie erwirtschaften also den gleichen Ertrag auf geringerer Fläche. Insbesondere bei begrenztem Flächenangebot, Abweichung aus der Südrichtung oder Heizungsunterstützung sind CPC-Vakuumröhrenkollektoren zu empfehlen.
Ausrichtung
Die Ausrichtung und Neigung des Kollektorfeldes beeinflusst den Solarertrag nicht so stark wie allgemein angenommen.
Gegenüber den optimalen Bedingungen (Südausrichtung und etwa 35° Dachneigung) verringert sich z. B. der Ertrag bei Südwestausrichtung und 50° Neigung nur um ca. 5 %. Eine entsprechende Ausrichtung nach Südost führt allerdings zu Ertragseinbußen von bereits über 10 %. Der Grund für diesen Unterschied ist der höhere Luftfeuchtegehalt in den Morgenstunden. Eine darüber hinausgehende Südabweichung kann durch eine entsprechend größer ausgelegte Kollektorfläche ausgeglichen werden. Dies ist kostengünstiger als eine Kompensation der Ertragsminderung über eine schräge Aufständerung.
Systeme, die insbesondere in den Übergangszeiten maximale Erträge liefern sollen, werden aufgrund des zu dieser Zeit geringeren Sonnenstandes mit steileren Winkeln von bis zu 50° aufgestellt.
Tip:
- Ausrichtung möglichst nach Süden
- tolerierbare Abweichung nach Osten um 30° für Warmwasserbereitung bzw. 15° für die Heizungsunterstützung
- tolerierbare Abweichung nach Westen um 45° für Warmwasserbereitung bzw. 15° für die Heizungsunterstützung
Neigung der Kollektorfläche:
- ca. 30° bis 50° für die Warmwasserbereitung
- ca. 45° bis 70° für die Heizungsunterstützung
Ein über das bei 35° liegende ganzjährige Ertragsmaximum hinausgehender Anstellwinkel führt zu einer Reduktion der Erträge im Sommer und damit zu einer Vergleichmäßigung im Jahresverlauf;
insbesondere bei heizungsunterstützenden Kombianlagen sollte man sich daher nach Möglichkeit am oberen Bereich für den Anstellwinkel orientieren. Neigungswinkel von weniger als 15° sind aus technischen Gründen sowie wegen des abnehmenden Selbstreinigungseffekts durch Regen nicht zu empfehlen.
Verschattung
Solarthermische Anlagen sind längst nicht so empfindlich gegen Verschattung wie Photovoltaikanlagen.
Zeitweise oder teilweise Verschattungen des Kollektorfeldes ergeben nur geringe Ertragseinbußen.
Tragfähigkeit
Bei Schrägdachmontagen treten meist keine Probleme hinsichtlich des Lastabtrags auf. Die Module sind parallel zur Dachfläche, in der Regel mit einem geringem Abstand zur Dachfläche montiert, so das sich kaum Windangriffsfläche bietet. Die Belastung wird über Aluminiumprofile an die am Sparren befestigten Dachanker abgetragen. PV-Module haben ein Flächengewicht inkl. Aluminium-Unterkonstruktion von weniger als 0,2 kN/m² Ein statischer Nachweis braucht bei einer Schrägdachmontage in aller Regel nicht erbracht zu werden.
Bei Flachdachaufständerung treten häufig hohe Lasten durch Aufständerung (Windlast (Sog/Druck)) bzw. durch zusätzlich notwendige Gewichte auf. Insbesondere bei leichten Hallenkonstruktionen erschweren deshalb statische Probleme eine unaufwendige Montage.
Vor einer Aufständerung auf einem Flachdach ist zunächst zu klären, ob tragfähige Dachflächen, Stützpunkte oder Wände zur Ableitung der Zusatzlasten aus Eigengewicht, Wind- und Schneelast vorhanden sind.
Bei vollflächig belastbaren Dächern mit entsprechend druckfester Dachhaut kann der Montagerahmen für die Solaranlage auf Zusatzgewichten (Betonplatten oder mit Kies gefüllte Blechwannen) verschraubt werden – ohne Eingriff in die Dachhaut.
Ist das Dach nur punktweise belastbar, muss die Montagefläche mit Trägern überspannt werden; für deren Verankerung mit der Gebäudekonstruktion sind in der Regel Durchdringungspunkte in der Dachhaut erforderlich.
Kollektoranbindung
Es sollte darauf geachtet werden, dass die Verbindungsleitungen zwischen Kollektor und Speicher möglichst kurz sind, um Wärmeverluste zu vermeiden. Je länger eine Versorgungsleitung ist, destso schärfer muß auf eine ausreichende Isolierung geachtet werden.
Achtung, Pumpen dürfen nicht mit abgedämmt werden, da sie sonst heiß laufen und zerstört werden.
Das Dämmmaterial muss FCKW-frei und hochtemperaturbeständig sein. Materialien zur Dämmung von Außenrohren müssen zudem UV-beständig und aufgrund des Vogelfraßes ggf. mit einem Schutz versehen sein.
Quellennachweis (Bilder & Text): lga-bw
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