Solarthermische Anlagen mit Kollektorerträgen von 500 bis 800 kWh/qm versprechen ein hohe Energieeinsparung. Bei einer üblichen 6 qm Anlage, denkt sich sicherlich so mancher, lassen sich 500 Liter Heizöl pro Jahr sparen. Eine Milchmädchenrechnung, denn die Kollektorerträge werden nicht ohne Verluste in den Solarspeicher eingespeist und selbiger arbeitet nicht verlustfrei. Letztendlich ist nicht entscheidend wie viel Energie gewonnen, sondern wie viel Energie eingespart wird.

Das Zusammenspiel der Komponenten einer Solaranlage ist sehr wichtig. Eine höherwertige Komponente kann keine minderwertige kompensieren. Alle zusammen beeinflussen den Systemwirkungsgrad. Nicht die Summe, sondern das Produkt bestimmt das Ergebnis. Jedes Bauteil trägt positiv wie negativ zum Ergebnis bei. Besonders der Solarspeicher und seine Anbindung spielen eine große Rolle. Effektive Einsparungen von solarthermischen Anlagen liegen bei ca. 300 bis 350 kWh/qm und Jahr. Werden sie nicht fachgerecht ausgelegt oder eingebaut, kann der Nutzen erheblich schwinden. Unzureichende Anlagenkonfigurationen können gar zu einem erhöhten Zuheizbedarf führen.

Die Sonne scheint unregelmäßig und unterschiedlich intensiv, so das die vom Kollektor gelieferte Energie sich stark in Temperatur und Menge (Volumenstrom) unterscheidet. Eine Funktion des Solarspeichers ist es, diese unterschiedlichen Energieniveaus in verschiedenen Ebenen einzulagern: er schichtet. Die Qualität dieser Schichtung liegt darin, wie schnell und variabel sie entsteht bzw. aufrechterhalten wird. Hierzu bieten viele Hersteller ausgeklügelte Lösungen an, welche der Laie jedoch nur schwer beurteilen kann. Die verschiedenen Ansätze führen zu unterschiedlichen Systemwirkungsgraden, die durchaus von Bedeutung sind. Allerdings macht ein Solarspeicher, auch mit einem noch so ausgeklügeltem Schichtladesystem, alleine keine gute Solaranlage aus.

Kritisch zu hinterfragen sind Hersteller, die von ihrem Produkt dermaßen angetan sind, dass sie es für das einzig Wahre halten und vor fragwürdigen Behauptungen nicht zurückschrecken. So kann man bei einem süddeutschen Anbieter lesen, sein Kunststoffbehälter ermögliche es, die Schichtung im Speicher über viele Tage aufrecht zu erhalten, auch wenn kein Solarertrag mehr ansteht. Dies sei bei Schichtenspeichern mit Metallbehältern schlichtweg unmöglich, da dort die Schichtung mit Ende der solaren Beladung zusammenbrechen würde. Nachgefragt, wie dies zu verstehen sei, erläutert uns der Anbieter, dies sei bei der Solarindustrie bekannt, werde jedoch nicht öffentlich gemacht, da sich dies sonst nachteilig auf den Abverkauf auswirken könnte.

Zu Installationsfehlern bei Solarspeichern wurde ja bereits in der DGS-Aktuell-Ausgabe vom 26.07.06 berichtet. Der allgemein gehaltene Text hat eine überraschend große Resonanz erzeugt und zu Anmerkungen geführt, die zu Bedenken geben sollten. So hieß es unter anderem von zwei Installateuren, dass sie die Problematik nicht nachvollziehen könnten, schließlich würden sie ihre Solaranlagen schon seit vielen Jahren so verschalten. Hierin liegt wohl auch einer der maßgeblichen Ursachen für einen nicht fachgerechten Einbau. Technisch gesehen sind Solarwärmeanlagen heute durchaus zuverlässig, was unzählige gebaute Anlagen beweisen. Jedoch können Solaranlagen Energieverluste, die auf unzureichenden Kenntnissen in Bereichen der Heizungstechnik beruhen, nicht so einfach wie ein konventioneller Heizkessel kompensieren. Ist der Solarspeicher leer und die Sonne untergegangen, hilft dann eben nur noch ein Brennerstart. Qualifizierte Fachkräfte sind in der Lage nach der guten fachlichen Praxis zu planen und die entsprechenden Komponenten auszuwählen und einzubauen.

Potenzielle Fehlerquellen wurden im oben zitierten Text genannt. Ein weiterer klassischer Schwachpunkt ist oftmals die am Speicher angebrachte Zirkulationsleitung. Häufig nicht wärmegedämmt sowie auf Dauerbetrieb geschaltet. Das Trinkwasser wird 24 Stunden am Tag im Zirkulationskreis umgewälzt und somit dem Trinkwasserspeicher entnommen. Auch nicht zu vernachlässigen: der hydraulische Abgleich im Heizungssystem. Bei Kombianlagen mit Gas-Brennwertgeräten ist die Rücklauftemperatur von großer Bedeutung, einstellbare Heizkörperthermostatventile sind aber leider nur sehr selten vorzufinden. Eine Begrenzung der Wasservolumenströme auf die Werte, die dem Wärmebedarf der Anlage entsprechen wird sehr selten vorgenommen.

Viele Fehler entstehen erfahrungsgemäß durch ein „organisch wachsendes“ Konzept, die Anlagenkonfiguration entsteht dabei ganz offensichtlich in mehreren Bauphasen. So ist bei einer möglichen Analyse oft eine Beschriftung der Solaranlage nur teilweise vorhanden. Es sind in den Anlagen oftmals keine Einrichtungen zur Verhinderung ungewollter Zirkulation vorhanden. Beispielsweise könnte durch den Einbau von Schwerkraftbremsen der stetige Ausgleich der unterschiedlichen Temperaturniveaus verhindert werden. Gerade bei Kaskadenschaltungen ist diese sehr wichtig. Prinzipiell gilt: Sollten Änderungen in einer bestehenden Anlage erfolgen, so ist zu empfehlen, diese in einer Dokumentation festzuhalten.

Wenn denn eine Vorwärmespeicherlösung gewählt werden muss, dann sollte das Zeitfenster der Nachheizung über den Heizkessel nicht zu groß gewählt werden. Unabhängig von der Funktionstüchtigkeit der Solaranlage sollten 3 bis 4 Stunden Nachheizung genügen den Warmwasserbedarf zu decken. Der Solaranlage sollte stets die Möglichkeit gegeben werden in den Solarspeicher einzuspeisen. All dies ist eigentlich nichts Neues, in Verbindung mit einer Solaranlage werden diese Schwächen jedoch oft erst sichtbar. Kann ein Heizkessel jeden Energieverlust im System durch vermehrten Brennstoffverbrauch jederzeit kompensieren, so ist das bei der Energiequelle Sonne anders.  

„Thermische Energiespeicher sind ein Schlüssel zur Effizienzsteigerung und damit zur Primärenergieeinsparung: Die Möglichkeiten reichen mittlerweile von der kurzfristigen Speicherung bis hin zur langfristigen Speicherung. Dabei kommen Verfahren von der sensiblen Speicherung über Latentwärmespeicher bis hin zur Speicherung in Form von chemischer Energie zum Einsatz“, so das Credo des Statusseminars „Thermische Energiespeicherung“, das vom 2. bis 3. November in Freiburg stattfand. Der Tagungsband (siehe unten) vermittelt einen aktuellen Ãœberblick über den Stand und die Entwicklung dieser Technik. Sie schreitet unabhängig der zeitweiligen Unzulänglichkeiten in der praktischen Umsetzung weiter voran.

Welches nun der jeweils passende Tank für die Sonne ist, zeigt die gerade auf DVD erschienene  Marktübersicht Solarspeicher. Auf ihr sind 1.000 Solarspeicher zu finden. Qualitätsmerkmale wie Wärmeverlustrate, effektives Speichervolumen oder Leistungszahl sowie alle wichtigen Maße und Eigenschaften der jeweiligen Produkte können daraus entnommen werden. Die zum vierten  Mal erschienene Marktübersicht bietet eine komfortable Auswahl und zeigt, wo die Unterschiede bei Solarspeichern liegen.

Das Fürther Solarenergie Informations- und Demonstrationszentrum solid hat die Marktübersicht zum zweiten  Mal in Zusammenarbeit mit der Berliner Solarpraxis AG herausgebracht. Die Marktübersicht Solarspeicher 2007 kostet 79.- Euro und kann bei solid wie auch bei der Solarpraxis in Berlin bestellt werden.

DGS-Aktuell vom 26.07.06:
Wenn der Heizkessel trotz Solaranlage im Juli jeden Tag läuft

"Thermische Energiespeicherung"
1. Auflage, Freiburg 2006, 297 Seiten, Preis: 50,- €
www.bine.info

Marktübersicht Solarspeicher 2007
www.solid.de/solarspeicher, www.solarpraxis.de

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