Häufig gestellte Fragen und Antworten zur Volkssolaranlage Steamback
Kann eine Volkssolaranlage bei Frost nicht einfrieren?
Antwort: Nein, wenn die Temperatur unter eine vorher eingestellten kritischen Wert fällt, schaltet die Solarpumpe kurz ein und verteilt gerade so viel Wärme aus dem unteren Teil des Puffers in den Rohrleitungen, dass die Solaranlage nicht einfriert.
Verbraucht dieser aktive Frostschutz mit Pufferwasser nicht zu viel Energie und lohnt sich das Ganze überhaupt?
Antwort: Diese Technik wäre mit herkömmlichen (Flach-) Kollektoren nicht möglich, da diese in kalten Nächten zu viel Wärme verlieren würden, weil Flachkollektoren nach oben zum Himmel nicht isoliert sind. Bei guten Heatpipe Röhren Kollektoren mit trockener Anbindung muss nur sehr wenig Wasser im extrem gut isolierten Sammelrohr frostfrei gehalten werden. Dadurch sind die Verluste so minimal, dass sie fast ganz vernachlässigt werden können.
Ist es wirklich sinnvoll die tagsüber gewonnene Wärmeenergie nachts auf das Dach zu pumpen, um die Kollektoren zu heizen?
Antwort: Die Frostschutzfunktion wird nur in sehr kalten Frostnächten eingesetzt. Dazu reicht es aus, pro5 mr² Kollektor ca. 2 Liter Wasser auf über 10 Grad zu halten. Der Frostschutz dazu benötigt nur einen sehr kleinen Bruchteil der durch den Einsatz von Heizungswasser zusätzlich gewonnenen Energie.
Wenn das alles so gut und einfach ist, warum machen das nicht alle Hersteller?
Antwort: Mittlerweile gibt es mehrere Anbieter von thermischen Solaranlagen die mit Heizungswasser arbeiten. Der bekannteste Hersteller dieser Technologie ist PADADIGMA, mit dem System AUQA. Dieses wird mit reinem Heizungswasser und auch ohne Glykol betrieben. In mehreren tausend Installationen hat sich diese Technik zwischenzeitlich bewährt.. Allerdings können nur Hersteller von qualitativ hochwertigen Röhren Kollektoren diese Technik einsetzen.
Ist die Bedienung dieser Solaranlagen nicht komplizierter und muss die Anlage im Winter immer überwacht werden?
Antwort: Nein, die Frostschutzfunktion der Volkssolaranlagen funktioniert völlig automatisch. Die Solarregelung überwacht die Kollektoren mit Hilfe der im Kollektor eingebauten Temperaturfühler.
Was passiert bei Stromausfall?
Antwort: Bei einer Störung oder Stromausfall öffnet automatisch ein Magnetventil und es wird eine Schwerkraftzirkulation von Speicher über die Kollektoren und zurück in den Speicher eingeleitet. Dies funktioniert völlig ohne zusätzliche Energie, da das wärmere Wasser aufsteigt und das kalte Kollektorwasser nach unten in den Keller fällt.
Was passiert, wenn die Solar-Pumpe zwar Strom hat, aber trotzdem wegen einem Defekt nicht fördert?
Antwort: Für diesen Fall kann der optional erhältliche Durchflussmengenzähler von der Solarregelung permanent abgefragt werden. Wenn die Pumpe eingeschaltet ist und nichts fördert, wird automatisch die Schwerkraftzirkulation in Gang gesetzt.
Gibt es unabhängige Testergebnisse für die bei der Volkssolaranlage eingesetzten Kollektoren?
Antwort: Die Kollektoren wurden vom Fraunhofer Institut und vom TÜV und von SPF in der Schweiz in mehrmonatigen Praxistest erprobt und die Ergebnisse in ausführlichen Leistungs-Testberichten dokumentiert. Die Kollektoren sind mit dem KEYMARK Zertifikat ausgezeichnet. Diese Tests sind auf Anfrage erhältlich.
Kann das System auch in einen bereits vorhandenen Speicher eingebunden werden?
Antwort: Da die Solaranlage mit Heizungswasser statt mit Glykol-Gemisch läuft, kann der Kollektorkreislauf direkt in den Heizkreislauf eingebunden werden. Die vorhandenen Heizungskomponenten können unverändert verwendet werden. Jeder bereits vorhandener Pufferspeicher von z.B. einer Holzheizung kann übernommen werden. Eventuell eingebaute Glattrohr Wärmetauscher werden einfach dabei nicht benutzt.
Was ist zu beachten damit die Leitungen der Solaranlagen, insbesondere die Strecken im Freien, nicht einfrieren?
Antwort: Die Leitungen müssen natürlich sehr gut isoliert werden. Bei extrem langen Leitungen außerhalb der Haushülle sollte zur Sicherheit ein Temperatursensor in die Leitung eingebunden werden. Neue Rohrisolierungen mit Hightech Materialien wie AEROGEL sind hierfür besonders zu empfehlen.
Warum sollte Wasser anstelle von Glykolgemisch in Solaranlagen eingesetzt werden?
Antwort: Glykolgemische, welche Frostschutz bis -30 Grad bieten, haben bei 40 °C eine 12 % geringere Wärmekapazität, die 3,8-fache Zähigkeit (Viskosität), eine 38 % geringere Wärmeleitfähigkeit, nur ein Viertel der Reynoldzahl (weshalb diese Kollektoren überwiegend bei ungünstigerer, laminarer Strömung arbeiten müssen), einen 25 % geringeren Wärmeübertragungskoeffizienten und einen um 42 % (bei turbulenter Strömung) bis 385 % (bei laminarer Strömung) höheren Druckverlust als reines Wasser.
Antwort: Nein, wenn die Temperatur unter eine vorher eingestellten kritischen Wert fällt, schaltet die Solarpumpe kurz ein und verteilt gerade so viel Wärme aus dem unteren Teil des Puffers in den Rohrleitungen, dass die Solaranlage nicht einfriert.
Verbraucht dieser aktive Frostschutz mit Pufferwasser nicht zu viel Energie und lohnt sich das Ganze überhaupt?
Antwort: Diese Technik wäre mit herkömmlichen (Flach-) Kollektoren nicht möglich, da diese in kalten Nächten zu viel Wärme verlieren würden, weil Flachkollektoren nach oben zum Himmel nicht isoliert sind. Bei guten Heatpipe Röhren Kollektoren mit trockener Anbindung muss nur sehr wenig Wasser im extrem gut isolierten Sammelrohr frostfrei gehalten werden. Dadurch sind die Verluste so minimal, dass sie fast ganz vernachlässigt werden können.
Ist es wirklich sinnvoll die tagsüber gewonnene Wärmeenergie nachts auf das Dach zu pumpen, um die Kollektoren zu heizen?
Antwort: Die Frostschutzfunktion wird nur in sehr kalten Frostnächten eingesetzt. Dazu reicht es aus, pro5 mr² Kollektor ca. 2 Liter Wasser auf über 10 Grad zu halten. Der Frostschutz dazu benötigt nur einen sehr kleinen Bruchteil der durch den Einsatz von Heizungswasser zusätzlich gewonnenen Energie.
Wenn das alles so gut und einfach ist, warum machen das nicht alle Hersteller?
Antwort: Mittlerweile gibt es mehrere Anbieter von thermischen Solaranlagen die mit Heizungswasser arbeiten. Der bekannteste Hersteller dieser Technologie ist PADADIGMA, mit dem System AUQA. Dieses wird mit reinem Heizungswasser und auch ohne Glykol betrieben. In mehreren tausend Installationen hat sich diese Technik zwischenzeitlich bewährt.. Allerdings können nur Hersteller von qualitativ hochwertigen Röhren Kollektoren diese Technik einsetzen.
Ist die Bedienung dieser Solaranlagen nicht komplizierter und muss die Anlage im Winter immer überwacht werden?
Antwort: Nein, die Frostschutzfunktion der Volkssolaranlagen funktioniert völlig automatisch. Die Solarregelung überwacht die Kollektoren mit Hilfe der im Kollektor eingebauten Temperaturfühler.
Was passiert bei Stromausfall?
Antwort: Bei einer Störung oder Stromausfall öffnet automatisch ein Magnetventil und es wird eine Schwerkraftzirkulation von Speicher über die Kollektoren und zurück in den Speicher eingeleitet. Dies funktioniert völlig ohne zusätzliche Energie, da das wärmere Wasser aufsteigt und das kalte Kollektorwasser nach unten in den Keller fällt.
Was passiert, wenn die Solar-Pumpe zwar Strom hat, aber trotzdem wegen einem Defekt nicht fördert?
Antwort: Für diesen Fall kann der optional erhältliche Durchflussmengenzähler von der Solarregelung permanent abgefragt werden. Wenn die Pumpe eingeschaltet ist und nichts fördert, wird automatisch die Schwerkraftzirkulation in Gang gesetzt.
Gibt es unabhängige Testergebnisse für die bei der Volkssolaranlage eingesetzten Kollektoren?
Antwort: Die Kollektoren wurden vom Fraunhofer Institut und vom TÜV und von SPF in der Schweiz in mehrmonatigen Praxistest erprobt und die Ergebnisse in ausführlichen Leistungs-Testberichten dokumentiert. Die Kollektoren sind mit dem KEYMARK Zertifikat ausgezeichnet. Diese Tests sind auf Anfrage erhältlich.
Kann das System auch in einen bereits vorhandenen Speicher eingebunden werden?
Antwort: Da die Solaranlage mit Heizungswasser statt mit Glykol-Gemisch läuft, kann der Kollektorkreislauf direkt in den Heizkreislauf eingebunden werden. Die vorhandenen Heizungskomponenten können unverändert verwendet werden. Jeder bereits vorhandener Pufferspeicher von z.B. einer Holzheizung kann übernommen werden. Eventuell eingebaute Glattrohr Wärmetauscher werden einfach dabei nicht benutzt.
Was ist zu beachten damit die Leitungen der Solaranlagen, insbesondere die Strecken im Freien, nicht einfrieren?
Antwort: Die Leitungen müssen natürlich sehr gut isoliert werden. Bei extrem langen Leitungen außerhalb der Haushülle sollte zur Sicherheit ein Temperatursensor in die Leitung eingebunden werden. Neue Rohrisolierungen mit Hightech Materialien wie AEROGEL sind hierfür besonders zu empfehlen.
Warum sollte Wasser anstelle von Glykolgemisch in Solaranlagen eingesetzt werden?
Antwort: Glykolgemische, welche Frostschutz bis -30 Grad bieten, haben bei 40 °C eine 12 % geringere Wärmekapazität, die 3,8-fache Zähigkeit (Viskosität), eine 38 % geringere Wärmeleitfähigkeit, nur ein Viertel der Reynoldzahl (weshalb diese Kollektoren überwiegend bei ungünstigerer, laminarer Strömung arbeiten müssen), einen 25 % geringeren Wärmeübertragungskoeffizienten und einen um 42 % (bei turbulenter Strömung) bis 385 % (bei laminarer Strömung) höheren Druckverlust als reines Wasser.
Zu tieferen Temperaturen hin werden die Verhältnisse für Glykolgemische immer ungünstiger. Somit wird in der Summe alleine durch diese Unterschiede über die gesamte Heizperiode mit Wassersystemen ein wesentlicher Mehrertrag erzeugt. Da aber über 80 % der Solaranlagen Flachkollektoren sind und mit Glykol arbeiten müssen, werden diese Tatsachen von der Industrie gerne verschwiegen.
Jeder kann sich selbst ganz schnell davon überzeugen, wie wesentlich die Unterschiede jedoch tatsächlich sind. Wenn man einmal einen beliebigen Plattenwärmetauscher mit den Auslegungsprogrammen der Hersteller (z. B. SWEP, Alfa Lavall, Gea WTT usw.) ausrechnet, und dabei einmal Wasser gegen Wasser und zum Vergleich Wasser gegen Frostschutzmittelmischung tauscht, stellt man fest, dass etwa die 2 bis 3-fache Plattenanzahl notwendig ist, um das gleiche Wärmetauschergebnis wie mit reinem Wasser zu erzielen.
Genau diese Arbeits- und Strömungsverhältnisse herrschen aber auch in den Kollektoren und in allen anderen Bauteilen einer Solaranlage, wo Wärme übertragen wird. Mit Frostschutzmittel werden Kollektoren überwiegend laminar durchströmt, mit Wasser ist die Strömung überwiegend turbulent.
Nahezu alle Solarertrags-Simulationsprogramme ignorieren die physikalische Abbildung dieser Zusammenhänge durch Anwendung einfacherer Modelle vollständig.
Die Tauscherleistung ganz ohne Wärmetauscher, wie bei Wassersystemen, sollte nicht mehr zu übertreffen sein.
Was passiert im Sommer, wenn die Anlage zu viel Energie erzeugt und diese nicht genutzt werden kann?
Antwort: Reine Wasseranlagen beherrschen die Stagnation im Sommer leicht und „eigensicher“ wenn sie richtig gebaut sind. Da kein Glykol durch Übertemperatur zerstört werden kann, schadet diese Übertemperatur auch nicht der Solarflüssigkeit, die ja nur aus Wasser besteht. Wenn die Temperatur im Sommer im Kollektor trotz laufender Solarpumpe auf z.B. 100 Grad steigt, schaltet der Solarregler die Solarpumpe ab, um Speicher und alle Heizungskomponenten vor Übertemperatur zu schützen. In den Sammelrohren der Kollektoren (das dicke obere Teil der Kollektoren) steigt dann die Temperatur schnell an und der erste Wassertropfen, der verdampft, dehnt sich um den Faktor 1500 aus .
Jeder kann sich selbst ganz schnell davon überzeugen, wie wesentlich die Unterschiede jedoch tatsächlich sind. Wenn man einmal einen beliebigen Plattenwärmetauscher mit den Auslegungsprogrammen der Hersteller (z. B. SWEP, Alfa Lavall, Gea WTT usw.) ausrechnet, und dabei einmal Wasser gegen Wasser und zum Vergleich Wasser gegen Frostschutzmittelmischung tauscht, stellt man fest, dass etwa die 2 bis 3-fache Plattenanzahl notwendig ist, um das gleiche Wärmetauschergebnis wie mit reinem Wasser zu erzielen.
Genau diese Arbeits- und Strömungsverhältnisse herrschen aber auch in den Kollektoren und in allen anderen Bauteilen einer Solaranlage, wo Wärme übertragen wird. Mit Frostschutzmittel werden Kollektoren überwiegend laminar durchströmt, mit Wasser ist die Strömung überwiegend turbulent.
Nahezu alle Solarertrags-Simulationsprogramme ignorieren die physikalische Abbildung dieser Zusammenhänge durch Anwendung einfacherer Modelle vollständig.
Die Tauscherleistung ganz ohne Wärmetauscher, wie bei Wassersystemen, sollte nicht mehr zu übertreffen sein.
Was passiert im Sommer, wenn die Anlage zu viel Energie erzeugt und diese nicht genutzt werden kann?
Antwort: Reine Wasseranlagen beherrschen die Stagnation im Sommer leicht und „eigensicher“ wenn sie richtig gebaut sind. Da kein Glykol durch Übertemperatur zerstört werden kann, schadet diese Übertemperatur auch nicht der Solarflüssigkeit, die ja nur aus Wasser besteht. Wenn die Temperatur im Sommer im Kollektor trotz laufender Solarpumpe auf z.B. 100 Grad steigt, schaltet der Solarregler die Solarpumpe ab, um Speicher und alle Heizungskomponenten vor Übertemperatur zu schützen. In den Sammelrohren der Kollektoren (das dicke obere Teil der Kollektoren) steigt dann die Temperatur schnell an und der erste Wassertropfen, der verdampft, dehnt sich um den Faktor 1500 aus .
Dadurch wird das restliche Wasser aus dem Sammelrohr des Kollektors (ca. 2 Liter pro Kollektor) nach unten in den Puffer gedrückt. Dort wird diese Wassermenge vom Ausdehnungsgefäß aufgenommen und bei Abkühlung der Kollektoren in der Nacht automatisch wieder vom Ausdehnungsgefäß in die Kollektoren zurückbefördert. Weil die Sammelrohre im Kollektor sofort leergedrückt werden, gibt es weder Dampfschläge noch Stagnationsknattern wie das bei "leerkochenden" Kollektoren der Fall ist.
Da Übertemperatur im Sommer bei diesem Konzept nicht schädlich ist, kann die Solaranlage bei Bedarf (auch später) sehr leicht durch zusätzliche Kollektoren aufgerüstet werden, ohne den Rest der Anlage vergrößern zu müssen und ohne sich zu fragen, was mit der Überkapazität im Sommer passiert.
Allerdings funktioniert auch dies nur mit Vakuum-Röhrenkollektoren, da hier nur wenige Liter Wasser in einem geraden Sammelrohr vollständig durch Dampfüberdruck in den Puffer zurückgedrückt werden, ohne dass Restwasser übrig bleibt und zu Dampfschlägen führen könnte, wenn der Kollektor dann später bei längerem Stillstand eine Endtemperatur von über 200 Grad erreichen kann.
Da Übertemperatur im Sommer bei diesem Konzept nicht schädlich ist, kann die Solaranlage bei Bedarf (auch später) sehr leicht durch zusätzliche Kollektoren aufgerüstet werden, ohne den Rest der Anlage vergrößern zu müssen und ohne sich zu fragen, was mit der Überkapazität im Sommer passiert.
Allerdings funktioniert auch dies nur mit Vakuum-Röhrenkollektoren, da hier nur wenige Liter Wasser in einem geraden Sammelrohr vollständig durch Dampfüberdruck in den Puffer zurückgedrückt werden, ohne dass Restwasser übrig bleibt und zu Dampfschlägen führen könnte, wenn der Kollektor dann später bei längerem Stillstand eine Endtemperatur von über 200 Grad erreichen kann.
Kann reines Leitungswasser zur Befüllung des Puffers und der Solaranlage verwendet werden?
Antwort: Trotz sachgerechter Planung und Ausführung kommt es häufig in modernen, hocheffektiven Solar-und Heizungsanlagen zu Verschlammungen, Belagbildungen durch Kalk, schwarzem Bakterienschlamm oder Korrosionsschäden. Dies ist in erster Linie auf die Qualität des Heizungsfüllwassers und dessen Reaktionen mit den in der Gesamtanlage verwendeten unterschiedlichen metallischen Werkstoffen zurückzuführen. Obwohl die VDI-Richtlinie 2035, die eine klare Definition für die Qualität des Füllwassers vorgibt, scheuen sich viele Heizungsbauer immer noch, dem Kunden zusätzlich zur Heizungsanlage auch noch eine Heizungswasserbehandlung zu verkaufen, da diese meist sehr teuer ist. Dies hat auch Auswirkungen auf Gewährleistungsansprüche gegenüber dem Hersteller der Anlagen. Heizungs- und Solaranlagen dürfen nicht mit gewöhnlichem Leitungswasser befüllt werden.
Die optimale Lösung von für die fachgerechte Befüllung von Heizungs- und Solaranlagen mit Heizungswasser ist eine Wasserbehandlung mit einem chemischen Zusatz wie z.B. CORACON HE 6 Konzentrat.
Damit lässt sich jedoch auch aus gewöhnlichem Leitungswasser hoch effektives Heizungswasser und Solaranlagenwasser bereiten. Dies ist auch nachträglich möglich, nachdem bereits Leitungswasser eingefüllt wurde.
Ist es sinnvoll, bestehende Röhren- Solaranlagen auf Wasserbetrieb umzurüsten?
Antwort: Falls die Kollektoren leerdrückend und nicht leerkochend gebaut sind, ist die Umrüstung auf Wasser eine sinnvolle Alternative, die nicht nur einen Mehrertrag bringt sondern auch das Handling stark vereinfacht.
Antwort: Falls die Kollektoren leerdrückend und nicht leerkochend gebaut sind, ist die Umrüstung auf Wasser eine sinnvolle Alternative, die nicht nur einen Mehrertrag bringt sondern auch das Handling stark vereinfacht.
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