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Größte Solarernte im
rechten Winkel
Optimal positionierte Röhrenkollektoren nutzen auch
diffuse Strahlung.
Vakuumröhrenkollektoren
unterstützen die
Heizung am effizientesten.
Sirius12 ® wandelt
80 Prozent der
diffusen Strahlung
in Wärme um.
In Deutschland scheint die Sonne, je nach
geografischer Lage, zwischen 1.300 und 1.900
Stunden im Jahr. Die meisten Sonnenstunden
gibt’s natürlich von April bis September: etwa
1.000 bis 1.400. Von Oktober bis März dagegen
können wir nur mit insgesamt maximal 500
Sonnenstunden rechnen.
Wie lässt sich also ausgerechnet hierzulande
Sonnenenergie zum Heizen nutzen? Wichtigste
Voraussetzung für eine effiziente Solarausbeute
sind die Kollektoren. Sind sie – wie beispielsweise
der Vakuumröhrenkollektor Sirius12 ®
von HydroEnergy – auch in der Lage, diffuse
Strahlung zu nutzen, so können sie bis zu
20 Prozent der erforderlichen jährlichen Wärmeenergie
für Ihr Gebäude liefern.
Warum ausgerechnet Vakuumröhrenkollektoren?
Sie erlauben eine Energieausbeute,
die um bis zu 30 Prozent höher liegt als die
von Flachkollektoren. Vakuumröhrenkollektoren
bestehen aus mehreren einzelnen, doppelwandigen
Glasröhren.
Sirius12 ® ist in der Lage, 80 Prozent der
diffusen Strahlung in nutzbare Energie umzuwandeln.
In der kälteren, sonnenärmeren Jahreshälfte
ist dies für die optimale Nutzung der
geringeren Sonnenstrahlung entscheidend.
Ausschlaggebend für eine gute Solar ernte
ist die Ausrichtung des Kollektors zur Sonne.
Seine Absorberfläche sollte nach Süd bis Südwest
ausgerichtet werden. Die Höchstleistung
liefert der Kollektor, wenn die Strahlen im
rechten Winkel auf die Absorberfläche treffen.
In der Mitte Deutschlands, auf 51 Grad nördlicher
Breite, steht die Sonne am 21. Juni mit
62,5 Grad am höchsten über dem Horizont. Sie
verändert ihren Stand bis zum 22. Dezember
um 47 Grad bis auf den niedrigsten Wert von
15,5 Grad. Ziel ist es, in der kälteren Jahreszeit
von Oktober bis März ein Maximum an solarem
Energiegewinn zu erzielen.
Die optimale Neigung des Kollektors beträgt
daher 60 bis 65 Grad aus der Waagerechten.
So können die Sonnenstrahlen besonders in
der sonnenärmeren Jahreshälfte im optimalen
Winkel auf die Röhren des Kollektors fallen.
Trifft die Sonnenstrahlung im Winkel von
90 Grad auf den Kollektor, ist die bestrahlte
Fläche gleich groß wie die installierte Absorberfläche.
Bei Sirius12 ® sind das 1,1 Quadratmeter
pro Kollektor. Dies trifft aber – abhängig von
der Neigung des Kollektors, der Tageszeit und
der Jahreszeit – nur für einen kurzen Augenblick
im Jahr zu. Wandert die Sonne aus der
Idealposition von 90 Grad, entspricht die wirksame
Länge der Absorberfläche nicht mehr der
installierten Länge. Sie verringert sich.
Auf Flachdächern und Pergolen lässt sich die
Ausrichtung des Kollektors nach Himmelsrichtung
und Neigung optimieren. Bei schrägen
Dächern hingegen ist es erforderlich, die Abweichungen
von der Idealposition in beiden
Ausrichtungsebenen zu berücksichtigen. Das
Ergebnis wirkt sich auf die Zahl der zu installierenden
Kollektoren aus. (siehe Grafik 1)
Auch wenn die Sonne nicht scheint, erreichen
ihre Strahlen die Erde und können in
Energie umgewandelt werden. Fallen die Strahlen
bei wolkenlosem Himmel senkrecht auf
die Kollektorfläche, so beträgt deren Leistung
etwa 1 kW pro Quadratmeter. Bei sehr dichter
Bewölkung sind es immerhin noch 0,02 kW
pro Quadratmeter. Und bei diffuser Strahlung,
einem bewölkten Himmel mit bedeckter Sonne,
steigern sich diese 0,02 kW auf bis zu 0,25 kW
pro Quadratmeter.
Übers Jahr gesehen kann die Energiemenge,
die mit diffuser Strahlung erzeugt wird, mehr als
die Hälfte der insgesamt erzeugten Menge ausmachen.
(siehe Grafik 2)