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Forschungsprojekt: Einfach und kostengünstig zu installierende Solar-Kollektoren

Unter der Leitung des Fraunhofer Instituts für Solare Energiesysteme wurde in der norwegischen Stadt Mortensrud ein Modellversuch mit besonders preiswerten Solarthermieanlagen gestartet. Mehr als 30 Reihenhäuser sind in das Projekt eingebunden. Deren Bedarf an Heizenergie und Warmwasser wird zu 62 Prozent von den Solaranlagen gedeckt. Der Modellversuch ist Bestandteil des europäischen Verbundprojekts SCOOP (Solar Collectors made of Polymers).

Kollektoren aus Kunststoff

Herzstück der Anlage sind preiswerte Kollektoren, die vollständig aus Kunststoff gefertigt wurden. Insbesondere die Absorber, die das Sonnenlicht einfangen und in Wärme umwandeln, verursachen bei herkömmlichen Kollektoren hohe Materialkosten. Als Absorbermaterialien kommen bislang Metalle wie Kupfer oder Aluminium zum Einsatz. Seit einigen Jahren ist bekannt, dass mit geeigneten Kunststoffen ähnlich gute Ergebnisse erzielt werden können. In Mortensrud werden diese neuen Materialien erstmals einem Praxistest unter realen Bedingungen unterzogen. Auch die für Kollektoren ansonsten typische Glasabdeckung wurde durch eine Kunststoffabdeckung ersetzt. Um dennoch eine gute Wärmeisolierung zu erreichen, sind die insgesamt 14 Quadratmeter Kollektorfläche pro Haus in die Dächer integriert worden. Auf diese Weise werden die Wärmeverluste durch die seitlichen Außenflächen deutlich reduziert.

Interessant für Architekten und Bauherren

Der Modellversuch in Norwegen demonstriert primär, wie preiswerte Solarthermieanlagen in die Planung von Neubauten einbezogen werden können. Die Kunststoffkollektoren selbst kommen sicherlich auch für Nachrüstungen bestehender Gebäude in Betracht, aber das gesamte Anlagenkonzept ist nachträglich schwer zu realisieren. Die Anlage kommt ohne Wärmetauscher aus. Zu diesem Zweck wurden in den Häusern Fußbodenheizungen installiert, die direkt mit dem erwärmten Wasser aus dem 800-Liter-Pufferspeicher betrieben werden. Die Warmwasserversorgung übernimmt ein 100-Liter-Tank, der als Tank-in-Tank Lösung im Pufferspeicher installiert wurde. Diese Konstruktion ist sehr preiswert und auch einfach zu montieren, hat aber einen entscheidenden Nachteil: Die Solarthermieanlage kann nicht mit einer herkömmlichen Heizung kombiniert werden, weil dazu ein Wärmetauscher am Pufferspeicher erforderlich wäre. Aus diesem Grund übernimmt ein elektrischer Heizstab die Erhitzung des Wassers im Pufferspeicher, wenn die Sonne nicht genügend Energie liefert. Aus ökologischer Sicht stellt dies in Norwegen kein Problem dar, weil das Land 98 Prozent seines Strombedarfs aus Wasserkraftwerken deckt. In Deutschland wird ein hoher Anteil des Stroms in Gaskraftwerke und in besonders umweltschädlichen Kohlekraftwerken produziert. Hier würde ein solcher elektrischer Heizstab die Ökobilanz dieses Konzepts deutlich verschlechtern.

 

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