Solarthermische Niedertemperatursysteme - Thermische Solarenergie: Grundlagen, Technologie, Anwendungen - page 448

Der Norm-Wärmebedarf eines Standardhauses vor der Wärmeschutzverordnung
(WärmeschutzV1994 1994 ) erfordert circa dreimal so viel Primärenergie wie für die
Brauchwassererwärmung nötig wäre. Um eine solare Volldeckung von Brauchwasser und
Heizung über den Winter zu erzielen, müssten entweder sehr große und äußerst gut ge-
dämmte Speicher oder eine sehr große Kollektorfläche bzw. eine Mischung beider Va-
rianten realisiert werden. Über die passive Nutzung können im Winter bei den meisten
Häusern nicht einmal die Lüftungswärmeverluste ausgeglichen werden. Der solare De-
ckungsgrad η SD ist hierbei definiert als:

n

Q Zusatzheizung

i

= 1

(6.35)

η SD = 1 − .

Energiebedarf

Sämtliche Wärmeverluste der Speicher und Rohrleitungen werden bei dieser Deckungs-
graddefinition der Solaranlage zugerechnet. Leider ist sowohl in der Literatur wie auch
in den kommerziellen Simulationsprogrammen zur Auslegung thermischer Solaranlagen
die Definition des solaren Deckungsgrads nicht einheitlich geregelt. Aus diesem Grund
sind lediglich Ergebnisse basierend auf Energiebilanzen miteinander vergleichbar. In der
Literatur finden sich eine Reihe weiterer Deckungsgraddefinitionen, so dass bei einem
Vergleich verschiedener Anlagen immer die Energieflüsse und nicht die Kennzahlen ver-
wendet werden sollten.
Trotz der uneinheitlichen Definition des solaren Deckungsgrads η SD lassen sich die ver-
schiedenen Anlagentypen grob in drei Klassen aufteilen:

• Vorwärmanlagen mit 0.25 < η SD < 0.35
• Kosten-Nutzen optimierte Anlagen mit 0.35 < η SD < 0.5
• Anlagen mit optimierter Primäreinsparung mit η SD > 0.5

Vorwärmanlagen (0.25 < η SD < 0.35)
Vorwärmanlagen zielen darauf ab bei geringen Gestehungskosten möglichst niedrige
Kosten für die solar erzeugte Wärme zu erreichen. Dieser Ansatz kann neben der Stei-
gerung der Systemeffizienz und der Reduktion der Systemkosten am einfachsten durch
kleinere Anlagendimensionen erreicht werden, die kleinere solare Deckungsanteile und
dadurch höhere spezifische Erträge erzielen. Die Hydraulikkonzepte werden so gewählt,
dass Wärmeverteilverluste von der Solaranlage nicht gedeckt werden können und somit
vom konventionellen Nachheizsystem erwärmt werden. Dies bringt hinsichtlich günstiger
Rücklauftemperaturen Vorteile für die Solaranlage, da als Last für das Solarsystem nur der
Warmwasserverbrauch (Kaltwassertemperaturen zwischen 10 und 15 °C) zur Verfügung
steht und die Zirkulationslast mit ungünstigen hohen Rücklauftemperaturen (50 bis 55 °C)
von der Nachheizung gedeckt wird. Der Nachteil dieses Systemtyps besteht darin, dass der
solare Deckungsanteil am Gesamtenergiebedarf zur Warmwassererwärmung und Vertei-
lung sehr klein wird und insgesamt wenig an Primärenergie substituiert wird.