03.11.2013 Aufrufe

solartechnik

solartechnik

solartechnik

MEHR ANZEIGEN
WENIGER ANZEIGEN

Sie wollen auch ein ePaper? Erhöhen Sie die Reichweite Ihrer Titel.

YUMPU macht aus Druck-PDFs automatisch weboptimierte ePaper, die Google liebt.

Solartechnik<br />

Alternative Konzepte für die Zukunft.<br />

Foto: Roto


Solartechnik | Spezial<br />

INHALT<br />

Foto: Roto<br />

04 | 05 10 gute Gründe…<br />

06 | 07 Solartechnik<br />

08 | 09 Architektur mit Solar – eine Modeerscheinung?<br />

10 | 11 aus licht wird strom: sauber. lautlos. elegant.<br />

12 | 13 Photovoltaik<br />

14 | 15 photovoltaik-Anlagen: wunderbar. wandelbar.<br />

16 | 17 gebündelte energie: kleine zellen – starke leistung<br />

18 | 19 Vom Silizium zum photovoltaik-Modul<br />

20 | 21 Wechselrichter: zwischen solargenerator und wechselstromnetz<br />

22 | 23 Planungsgrundlagen Photovoltaik<br />

24 | 25 Förderung & Finanzierung Photovoltaik<br />

Foto: Roto<br />

Foto: Graf<br />

26 | 27 Solarthermie<br />

28 | 29 soalrthermie-Anlagen: einmal wärme bitte!<br />

30 | 31 soalranlagen zur heizungsunterstützung: die helle freude<br />

saubere Wärme – reines gewissen – gutes wohngefühl<br />

32 | 33 Planungsgrundlagen Solarthermie<br />

34 | 35 Förderung & finanzierung Solarthermie<br />

36 | 37 Regenwassernutzung<br />

38 | 39 ab jetzt: clever wasser sparen!<br />

Planungsgrundlagen Regenwassernutzung<br />

40 | 41 sammeln mit system<br />

saubere sache: filter<br />

42 | 43 förderung & finanzierung Regenwassernutzung<br />

IMPRESSUM<br />

02 | 03


Solartechnik | Spezial<br />

10 gute gründe…<br />

...für regenerative Energien: Das Thema ist in aller Munde und jeder spricht davon.<br />

Eine gute Sache. Aber haben Sie sich schon einmal überlegt, dass Sonnenenergie<br />

zu nutzen mehr bedeutet als »nur« Energie sparen?<br />

Foto: Roto<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Foto: Graf Foto: Roto<br />

Foto: Roto<br />

1. Schutz der Umwelt<br />

Moderne Solartechnik wird in Deutschland unter höchsten<br />

Umweltstandards hergestellt. Eine heute installierte<br />

Solaranlage versorgt uns jahrzehntelang mit sauberer<br />

Sonnenenergie – ohne Emissionen und ohne »Restrisiko«.<br />

2. Rohstoffreserven schonen<br />

Fossile Rohstoffe sind nur noch begrenzt verfügbar und<br />

viel zu kostbar, um sie in Großkraftwerken zur Stromgewinnung<br />

zu verfeuern. Darüber hinaus belastet diese<br />

traditionelle Art der Energiegewinnung die Umwelt und<br />

das Klima. Deshalb wurden Förderprogramme ins<br />

Leben gerufen, um den Betrieb von Solarstrom-Anlagen<br />

wirtschaftlich attraktiv zu gestalten.<br />

3. Energie sparen<br />

Jede Solaranlage lässt uns »hautnah« erleben, wie<br />

kostbar Energie eigentlich ist und wie sparsam wir damit<br />

umgehen sollten. Wer selber Energie vom Hausdach<br />

erntet, bekommt ein neues Bewusstsein für den eigenen<br />

Energiekonsum und geht viel sorgfältiger damit um.<br />

6. Arbeitsplätze schaffen<br />

Wer Sonnenenergie erntet, braucht dazu moderne Technik,<br />

fachkundige Beratung und zuverlässigen Service. Für den<br />

neuen Wirtschaftszweig »Solarwirtschaft« werden in den<br />

nächsten Jahren qualifizierte Arbeitskräfte benötigt.<br />

7. Regionale Wirtschaft fördern<br />

Solarenergie wird dezentral vor Ort geerntet. So liegt es<br />

nahe, die Technik im Inland zu produzieren und Fachleute<br />

mit Planung, Montage und Service zu beauftragen.<br />

8. Verantwortung vermitteln<br />

Wenn Sie Sonnenenergie nutzen, wissen Sie genau,<br />

woher diese Energie kommt – im Gegensatz zu Benzin,<br />

Strom aus Kraftwerken, Gas usw. Sie machen sich damit<br />

ein Stück unabhängig von den Energiekonzernen.<br />

9. Sicherheit geben<br />

Die sicherste Energiequelle ist immer noch die, die<br />

Ihnen niemand wegnehmen kann. Versorgungsengpässe<br />

bei der Sonnenenergie wird es vorerst nicht geben.<br />

4. Klima doppelt schützen<br />

Sonnenenergie spart fossile Energiequellen und verhindert<br />

so den Ausstoß des Treibhausgases CO 2<br />

. Darüber<br />

hinaus sparen die Nutzer von Solaranlagen häufig noch<br />

mehr Energie, weil sie mit Heizöl, Strom und Benzin<br />

viel bewusster umgehen.<br />

10. Zum Frieden beitragen<br />

Die Sonne macht keinen Unterschied zwischen arm und<br />

reich, Nord und Süd oder Schwarz und Weiß. Viele<br />

Kriege entstanden nur aus dem Kampf um Uran, Gas<br />

und Kohle.<br />

5. Lebensqualität steigern<br />

Die Nutzung von Solarstrom gibt uns ein gutes Gewissen,<br />

Energie zu nutzen, ohne anderen Menschen zu schaden.<br />

04 | 05


Solartechnik | Spezial<br />

Solartechnik<br />

Der Natur auf der Spur. Der Sonne entgegen.<br />

Die Sonne ist das zentrale Gestirn am Himmel, von ihr<br />

hängt alles Leben auf der Erde ab. Diese überragende<br />

Bedeutung war den Menschen seit Alters her bewusst.<br />

Viele frühere Kulturen verehrten sie als Gottheit.<br />

Die regelmäßige tägliche und jährliche Wiederkehr der<br />

Sonne wurde teils ängstlich erwartet und mittels<br />

kultischer Rituale beschworen.<br />

Besonders Sonnenfinsternisse lösten große Bestürzung<br />

und Furcht aus. Im alten China glaubte man, ein Drache<br />

würde die Sonne verschlingen. Durch großen Lärm versuchte<br />

man, das Untier dazu zu bewegen, die Sonne<br />

wieder freizugeben. Andererseits machte sich die Menschheit<br />

das Wissen über die für alles Leben fundamentalen<br />

Perioden Tag und Jahr schon seit frühester Zeit nutzbar.<br />

Die Sonne ist die natürliche Uhr der Menschen und die<br />

Abfolge der Jahreszeiten führte zur Entwicklung des<br />

Kalenders, der vor allem nach Erfindung des Ackerbaus<br />

für alle Kulturen überlebenswichtig war.<br />

Mit der Nutzung der Sonnenenergie beschäftigt sich heute<br />

die Solartechnik: Sonnenenergie wird mit Hilfe der<br />

Photovoltaik in elektrische Energie umgewandelt oder<br />

die Strahlung wird als thermische Energie über Solarthermie-Anlagen<br />

eingefangen und genutzt.<br />

Die Sonne sendet täglich gewaltige Energiemengen auf<br />

die Erde, nach menschlichem Ermessen unerschöpflich<br />

und unendlich. Die Leistung der auftretenden Sonnenstrahlen<br />

ist abhängig von der Jahreszeit, sowie der<br />

Bewölkung und Eintrübung. Sowohl im Sommer als auch<br />

im Winter kann die Bestrahlungsstärke an der Erdoberfläche<br />

bei senkrechter Einstrahlung von ca. 1000 W/m²<br />

technisch genutzt werden; die Abweichungen bestehen<br />

im Einstrahlwinkel und der Sonnenscheindauer.<br />

In Deutschland ergeben sich im Jahresdurchschnitt<br />

jährliche Strahlungssummen von etwa 1000 kWh/m².<br />

Das entspricht einer Einstrahlleistung von 100 Liter Öl<br />

oder Kubikmeter Gas je Quadratmeter und Jahr.<br />

Je nach Region scheint die Sonne unterschiedlich lange<br />

auf die Erde. In der Sahara scheint die Sonne trotzdem<br />

nur zweimal so lange wie bei uns in Deutschland. Die<br />

Sonnenstrahlung, die von der Sonne auf die Erde trifft,<br />

muss zuerst die verschiedenen Luftschichten der Erdatmosphäre<br />

passieren. Dabei verliert sie an Intensität.<br />

Doch auch nach dem Passieren ist die Leistung groß<br />

genug, um sie technisch zur Warmwassergewinnung<br />

und Stromerzeugung nutzen zu können.<br />

Untersuchungen haben gezeigt, dass Sonnenenergie<br />

mehr kann, als »nur« Strom und Wärme produzieren.<br />

Mit Hilfe von Solaröfen könnte man zum Beispiel aus<br />

kohlenstoffhaltigen Grundstoffen ein Brennstoff-Gas-<br />

Gemisch aus Wasserstoff und Kohlenmonoxid gewinnen.<br />

Aus diesem Gas-Gemisch entstehen mit Hilfe der Sonnenenergie<br />

hocheffektive Brennstoffe für die Heizung oder<br />

Kraftstoffe für den Antrieb von Fahrzeugen. Solare Brennstoffe<br />

könnten eines Tages bei der Ablösung fossiler<br />

Brennstoffe nicht nur in der Stromerzeugung sondern<br />

auch in anderen Bereichen eine wichtige Rolle spielen.<br />

Prognostiziert wird, dass schon im Jahr 2010 die Solarenergie<br />

zusammen mit der Wind- und Wasserkraft den<br />

überwiegenden Teil der Versorgung mit erneuerbarer<br />

Energie sicherstellen könnte.<br />

06 | 07


Solartechnik | Spezial<br />

Architektur mit Solar –<br />

eine Modeerscheinung?<br />

Sicher kennen Sie Aussagen wie »das rechnet sich sowieso nicht«…»Solaranlagen<br />

sind problematisch zu installieren und verschandeln zudem die Hausansicht«…<br />

»Solaranlagen sind nur etwas für Ökos und Reiche«… Diese und andere Vorurteile<br />

gegen die Solarenergie kursieren in so mancher Diskussionsrunde. Wir geben Ihnen<br />

Argumente an die Hand und liefern Ihnen überzeugende Gründe, sich bewusst<br />

für Solarenergie zu entscheiden.<br />

Solarzellen können einen wesentlichen Beitrag zur zukünftigen Energieversorgung leisten. Das Potential wird in Europa<br />

auf ca. 25 % des heutigen Stromverbrauches geschätzt, das technische Potential liegt noch weit höher. Wegen der<br />

Klimaveränderungen ist ein Umschalten auf regenerative Energien dringend erforderlich. Durch die Multifunktionalität<br />

der Solarbauteile als Fassadenverkleidung, Sonnenschutz oder Dacheindeckung wird Material eingespart und somit<br />

auch »graue Energie«. In der Regel werden Solarmodule dadurch auch kostengünstiger, da die Kosten der Dacheindeckung<br />

und Fassadenverkleidung entfallen. Es spricht weitaus mehr für die Nutzung der Sonnenenergie, nicht<br />

nur der finanzielle Anreiz von staatlichen Fördermitteln:<br />

• Mit einer Solaranlage zeigen Sie Verantwortungsbewusstsein<br />

• Solarsysteme liefern in ihrer Lebenszeit von mindestens 25 Jahren<br />

10-15 mal mehr Strom, als zu ihrer Herstellung benötigt wurde<br />

• 1 m² Solaranlage entlastet die Umwelt wie 260 m² Mischwald<br />

• Solaranlagen verschaffen wirtschaftliche Unabhängigkeit<br />

• Solaranlagen sind extrem wartungsarm und dauerhaft verfügbar<br />

• Solaranlagen steigern den Wert und verbessern das Image einer Immobilie<br />

• Solaranlagen sind abgasfreie Energielieferanten und schützen so das Klima<br />

• Sie vermeiden Mehrbelastung durch Ökosteuern und Energiepreiserhöhungen<br />

• Solaranlagen sind sichere Energieträger<br />

08 | 09


Solartechnik | Spezial<br />

Aus licht wird strom:<br />

Sauber. LAutlos. Elegant.<br />

Summiert man den Wert der Sonneneinstrahlung<br />

an einem Ort über ein Jahr,<br />

so erhält man die jährliche Gesamt- oder<br />

Globalstrahlung in kWh/m². In Deutschland<br />

liegt die Solarstrahlung zwischen 900<br />

und 1.200 kWh/m² pro Jahr (im Süden<br />

des Landes höher als im Norden). Damit<br />

strahlt auf Deutschland immer noch halb<br />

so viel Energie ein, wie auf die strahlungsreichsten<br />

Gebiete der Erde am Äquator!<br />

Voraussetzungen<br />

Keineswegs lohnen sich Solaranlagen nur in sonnenverwöhnten, südlich gelegenen Ländern. Auch das mitteleuropäische<br />

Klima ist für Solarthermie und Photovoltaik bestens geeignet, denn Solarzellen und Solarkollektoren<br />

können auch diffuses Licht nutzen, Niedrigtemperaturkollektoren liefern sogar nachts warmes Wasser.<br />

Anwendungsbereiche<br />

Eine Solarstromanlage mit einer Fläche von 10 m² deckt bei idealen Bedingungen den jährlichen Mindeststrombedarf<br />

einer Person, 20 m² sollten es mindestens sein. Bei höherer Abweichung nach Westen oder Osten noch größer, um<br />

genügend Energie zu erzeugen. Bei einer solarthermischen Anlage reichen 6 m², um 60 % des Warmwasserbedarfs<br />

eines 4-Personen-Haushaltes zu decken. Die Installations- und Dacharbeiten sollten ausschließlich von einem<br />

Elektroinstallateur (Strom) bzw. einem Heizungsinstallateur (Wärme) durchgeführt werden. Der Dachdecker integriert<br />

die Solaranlage in die Eindeckung. Bei älteren Gebäuden benötigen Sie eventuell die Zustimmung des Denkmalschutzes.<br />

Geeignete Dachflächen<br />

Die Südausrichtung ist der optimale Fall bei einer Solaranlage, leichte Abweichungen nach Westen oder Osten führen<br />

aber kaum zu Einbußen. Eine reine Ost- oder Westausrichtung verringert den Ertrag um lediglich 20 %. Die Ausrichtung<br />

der Module und der Neigungswinkel sind die zwei Hauptfaktoren, die bestimmen, ob die lokale Globalstrahlung zu<br />

100 % umgesetzt werden kann. Die Globalstrahlung ist die Sonneneinstrahlung auf eine horizontale Fläche und drückt<br />

somit die Bestrahlungsstärke aus, die sich aus direkter, diffuser und reflektierter Strahlung errechnet. Die Globalstrahlung<br />

erreicht bei wolkenlosem Himmel im Sommer in Mitteleuropa etwa 1000 W/m². Bei 45° Süd-West Dachausrichtung<br />

und 30° Neigungswinkel erhalten wir einen Nutzungsgrad von 95 - 100 %. Dieser Prozentsatz multipliziert<br />

mit der Globalstrahlung ergibt den tatsächlichen Ertragswert einer Photovoltaik-Anlage. Mit einer durchschnittlich<br />

großen Solarstromanlage für ein Einfamilienhaus lässt sich über einen Zeitraum von 20 Jahren ein Gewinn von<br />

über 10.000 Euro erwirtschaften. Dabei verringert sie den CO 2<br />

-Emissionsausstoß um über 3000 kg pro Jahr.<br />

INFO:<br />

Photovoltaische Anlagen<br />

müssen dem Netzbetreiber<br />

gemeldet und gegebenenfalls<br />

von diesem abgenommen<br />

werden.<br />

ACHTUNG:<br />

Solarmodule und Solarzellen<br />

sind nicht begehbar!!!<br />

Quelle: Roto<br />

Unterschiede zwischen Solarnutzung und Photovoltaik<br />

Man unterscheidet bei der Solarnutzung zwischen Solarthermie und Photovoltaik. Eine solarthermische Anlage<br />

gewinnt aus der einfallenden Sonnenstrahlung Wärmeenergie, die direkt im Haus zur Warmwasserbereitung genutzt<br />

wird. So können Heizenergiekosten reduziert werden. Selbst bei schlechtem Wetter liefert die Anlage Jahr für Jahr<br />

Energie für warmes Wasser. Zusätzlich ist eine Unterstützung der Raumheizung möglich. Mit Licht und Solarzellen<br />

kann elektrischer Strom erzeugt werden. Durch diese Technik lassen sich heute etwa 20 % der einfallenden Strahlungsenergie<br />

in elektrische Energie umwandeln. Diese Technologie nennt man Photovoltaik. Der gewonnene Strom wird in<br />

das allgemeine Stromnetz eingespeist und mit einem wesentlich höheren Betrag vergütet, als Sie selbst für Strom<br />

zahlen. Der Betreiber erhält pro Kilowattstunde eine gesetzlich festgelegte Einspeisevergütung.<br />

Foto: Roto<br />

10 | 11


Solartechnik | Spezial<br />

Photovoltaik<br />

Das Konzept der nachhaltigen Entwicklung verbindet Lebensqualität mit Umweltqualität. Nachhaltige Entwicklung bedeutet, unsere<br />

Wirtschaftsweisen so weiter zu entwickeln, dass die von den Menschen gewünschte Lebensqualität mit einem Ressourcenverbrauch<br />

erreicht werden kann, welcher auch weiterhin die Lebensgrundlage für nachfolgende Generationen erhält und für alle Menschen<br />

weltweit Entwicklungsmöglichkeiten eröffnet. Eine nachhaltige Entwicklung erfordert einen Bewusstseinswandel dahingehend, dass<br />

wir mit unserem Wissen die Auswirkungen unserer Handlungen auf die Umwelt verantwortungsvoll betrachten und dementsprechend<br />

handeln.<br />

Energien, die aus Rohstoffen erzeugt werden, welche sich genauso schnell regenerieren, wie sie verbraucht werden, sind erneuerbare<br />

Energien. Hierzu zählen Sonne, Wind- und Wasserkraft, Biomasse und die Geothermie. Diese Technologien funktionieren, ohne<br />

die Lebensqualität einzuschränken und auf einem Niveau des Ressourcenverbrauchs und der Schonung unserer Umwelt, das auch die<br />

Lebensgrundlage nachfolgender Generationen sichert.<br />

Das Wort Photovoltaik bezeichnet die direkte Umwandlung<br />

von Sonnenlicht in elektrische Energie mittels Solarzellen.<br />

Die Ausrichtung der Flächen und Verschattungsfreiheit<br />

bestimmen maßgeblich die Höhe der Energieerträge. Durch<br />

eine optimale Anordnung der Flächen können Leistungsverluste<br />

minimiert und Kosten eingespart werden.<br />

Die Nutzung als direkte Energiequelle wurde erst im<br />

späten 19. Jahrhundert entdeckt und erforscht. 1873<br />

entdeckte der britische Kabelingenieur Willoughby Smith<br />

das chemische Element Selen, welches bei Belichtungsänderung<br />

seinen elektrischen Widerstand verändert –<br />

das war die Geburtsstunde der Fotozelle. 1883 stellte<br />

der amerikanische Erfinder Charles Fritts eine Selen-<br />

Fotozelle mit einem Wirkungsgrad von 1 bis 2 % her.<br />

1954 entwickelte ein Forscherteam eine Zelle auf der<br />

Basis des nahezu unerschöpflichen Elements Silizium.<br />

Diese Entdeckung war der Beginn der Photovoltaik.<br />

Sie ist seit 1958 zunächst in der Energieversorgung<br />

von Weltraumsatelliten mittels Solarzellen im Einsatz.<br />

Mittlerweile wird sie zur Stromerzeugung auf der ganzen<br />

Welt eingesetzt und findet Anwendung auf Dachflächen,<br />

bei Parkscheinautomaten, an Schallschutzwänden oder<br />

auf Freiflächen. Die Photovoltaik gilt als Teilbereich der<br />

umfassenderen Solartechnik, die auch andere technische<br />

Nutzungen der Sonnenenergie einschließt.<br />

Jeder kann Solarstrom produzieren – auf jedem Dach,<br />

auf jeder Fläche ist Stromgewinnung mit Sonnenenergie<br />

möglich. Die Photovoltaik hat sich zu einer ausgereiften<br />

und anwendungstechnisch einfach zu handhabenden<br />

Technik entwickelt. Sie bietet außerdem vielfältige<br />

architektonische Gestaltungsmöglichkeiten. Eine Anlage<br />

für ein Einfamilienhaus wird heute an nur einem Tag<br />

von einem Handwerkerbetrieb installiert, produziert bei<br />

Lichteinstrahlung sofort elektrische Energie und speist<br />

diese ins Stromnetz. Ein Einspeisezähler dokumentiert<br />

die Strommenge. Der Energieversorger ist gesetzlich<br />

verpflichtet, den eingespeisten Solarstrom unbegrenzt<br />

ins Netz aufzunehmen und mit einem festen Betrag zu<br />

vergüten.<br />

12 | 13


Solartechnik | Spezial<br />

Photovoltaik-Anlagen:<br />

wunderbar. wandelbar.<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Foto: Roto<br />

Foto: Roto<br />

Da von den Solarzellen Gleichstrom produziert wird, muss der Strom über Gleichstromleitungen zum Wechselrichter geführt<br />

werden. Der Wechselrichter hat die Aufgabe, Gleichstrom in Wechselstrom umzuwandeln. Anschließend wird der Strom über<br />

einen Zähler ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Da es in unserem Raum auch trübe Tage gibt, an denen die Sonnenscheindauer<br />

sehr gering ist, wird der Strom dann wieder aus dem Netz bezogen – das öffentliche Stromnetz dient so als Speicher<br />

für die Photovoltaikanlage.<br />

A<br />

Der wichtigste Teil einer Photovoltaikanlage<br />

ist das Solarmodul, in dem zahlreiche<br />

Solarzellen miteinander verschaltet sind.<br />

Mehrere dieser Module werden zu einem<br />

Solargenerator verbunden. Die von den<br />

Herstellern angegebenen Garantiezeiten<br />

sind mit in der Regel 10 Jahren recht<br />

hoch und bezeugen den hohen Qualitätsstandard<br />

und die hohe Lebenserwartung<br />

heutiger Produkte.<br />

D<br />

E<br />

E<br />

B<br />

C<br />

E<br />

Eine vollständige und funktionsfähige<br />

Solaranlage setzt sich aus mehreren<br />

Komponenten zusammen, die auf den<br />

folgenden Seiten im Detail dargestellt<br />

und erläutert werden:<br />

• Solarzelle<br />

• Solarmodul<br />

• Solarsystem<br />

• Wechselrichter<br />

Quelle: Roto<br />

F<br />

Einspeisung Photovoltaik<br />

A | Photovoltaik-Module<br />

B | Wechselrichter<br />

C | Einspeise-Stromzähler<br />

D | Verbrauchs-Stromzähler<br />

E | Verbraucher<br />

F | Öffentliches Stromnetz<br />

Schaltschema einer Solaranlage zur Stromerzeugung. Quelle: Roto<br />

14 | 15


Solartechnik | Spezial<br />

Foto: Roto<br />

gebündelte energie:<br />

Kleine zellen –<br />

starke leistung<br />

Es gibt diverse Funktionen, Eigenschaften und Unterschiede zwischen Zelltypen. Abhängig von der Kristallart lassen sich Solarzellen in<br />

drei Zelltypen unterteilen: monokristallin, polykristallin und amorph. Bei leistungsfähigen Solaranlagen finden ausschließlich mono- und<br />

polykristalline Zellen Verwendung. Zur Herstellung von monokristallinen Siliziumzellen benötigt man hochreines Halbleitermaterial. Aus<br />

einer Siliziumschmelze werden einkristalline Stäbe gezogen und anschließend in dünne Scheiben gesägt. Dieses Herstellungsverfahren<br />

garantiert relativ hohe Wirkungsgrade. Kostengünstiger ist die Herstellung von polykristallinen Zellen. Dabei wird flüssiges Silizium in<br />

Blöcke gegossen, die anschließend in Scheiben gesägt werden. Bei der Erstarrung des Materials bilden sich unterschiedlich große Kristallstrukturen<br />

aus, an deren Grenzen Defekte auftreten. Diese Kristalldefekte haben einen geringeren Wirkungsgrad der Solarzelle zur Folge.<br />

Photovoltaikanlagen bzw. Solarzellen bestehen aus verschiedenen Halbleitermaterialien. Bei über 95 % aller auf der<br />

Welt produzierten Solarzellen wird das Halbleitermaterial Silizium (Si) verwendet. Zur Herstellung einer Solarzelle<br />

wird das Halbleitermaterial »dotiert«. Damit ist das definierte Einbringen von chemischen Elementen gemeint, mit<br />

denen man entweder einen positiven Ladungsträgerüberschuss (p-leitende Halbleiterschicht) oder einen negativen<br />

Ladungsträgerüberschuss (n-leitende Halbleiterschicht) im Halbleitermaterial erzielen kann. Werden zwei unterschiedlich<br />

dotierte Halbleiterschichten gebildet, entsteht an der Grenzschicht ein sogenannter p-n-Übergang.<br />

An diesem Übergang baut sich ein inneres elektrisches Feld auf, das zu einer Ladungstrennung der bei Lichteinfall<br />

freigesetzten Ladungsträger führt. Über Metallkontakte kann eine elektrische Spannung abgegriffen werden.<br />

Wird der äußere Kreis geschlossen, das heißt ein elektrischer Verbraucher angeschlossen, fließt ein Gleichstrom.<br />

Um für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche geeignete Spannungen bzw. Leistungen bereitstellen zu können,<br />

werden einzelne Solarzellen zu größeren Einheiten miteinander verschaltet. Eine Serienschaltung der Zellen<br />

hat eine höhere Spannung zur Folge, eine Parallelschaltung einen höheren Strom. Die miteinander verschalteten<br />

Solarzellen werden meist in transparentem Ethylen-Vinyl-Acetat eingebettet, mit einem Rahmen aus Aluminium<br />

oder Edelstahl versehen und frontseitig transparent mit Glas abgedeckt. Die typischen Nennleistungen solcher<br />

Solarmodule liegen zwischen 10 Wp und 100 Wp (Abkürzung für Watt-peak = Spitzenleistung). Die Kenndaten<br />

der Solarmodule beziehen sich auf die Standardtestbedingungen von 1000 W/m 2 Sonneneinstrahlung bei 25 °C<br />

Zelltemperatur.<br />

Monokristalline Siliziumzellen:<br />

Diese Zellen (schwarz bis dunkelbläuliche Färbung) besitzen im Vergleich zu anderen Siliziumzellentechnologien<br />

den höchsten Wirkungsgrad (aktuell ca. 17 %). Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel Prozent der auf eine Solarzelle<br />

eingestrahlten Lichtleistung in elektrisch erzeugte Leistung umgewandelt werden kann.<br />

Die monokristallinen Siliziumzellen sind teurer als andere Zellen und müssen aufgrund ihrer Empfindlichkeit gegen<br />

äußere Witterungseinflüsse und mechanische Belastung durch eine stabile, starre, durchsichtige und feuchtigkeitsdichte<br />

Abdeckung (z. B. Glas) geschützt werden. Sie werden deshalb bevorzugt dort eingesetzt, wo nur eine<br />

begrenzte Fläche zur Stromerzeugung zur Verfügung steht. Der Marktanteil liegt bei ca. 30 %.<br />

Polykristalline Siliziumzellen:<br />

Diese Zellen (kristallin schimmernde bläuliche Oberfläche) gleichen von ihren mechanischen und elektrotechnischen<br />

Eigenschaften den monokristallinen Siliziumzellen, sind kostengünstiger und weisen bisher einen Wirkungsgrad<br />

von ca. 13 % auf. Polykristalline Siliziumzellen haben einen Marktanteil von ca. 60 %.<br />

Amorphe Silizium- und Dünnschichtzellen:<br />

Die Vorteile dieser Zellen liegen im wesentlich verringerten Materialbedarf, welche die Herstellungskosten deutlich senken<br />

können. Die Schichtdicken betragen weniger als 1 µm (Dicke eines menschlichen Haares: 50-100 µm). Bei Verwendung<br />

flexibler Trägermaterialien sind sie auch fast beliebig biegbar, betretbar und schlagfest. Die Festlegung von Form, Größe<br />

und Anzahl erfolgt schon bei der Herstellung und erlaubt eine hohe Flexibilität für die Verwendung. Allerdings weisen sie<br />

bisher nur einen Wirkungsgrad von ca. 7-8 % auf. Die Zellen sind dunkelrot bis dunkelbraun. Sie können auch semitransparent<br />

ausgeführt werden. Der Marktanteil liegt bei ca. 10 %.<br />

16 | 17


Solartechnik | Spezial<br />

Vom silizium zum<br />

Photovoltaik-modul<br />

Die Sonne schickt uns täglich nicht nur das lebensspendende Elixier aus Licht und Wärme, sondern<br />

zusätzlich kostenlose Energie im Überfluss. Sie nicht zu nutzen, wäre ziemlich unklug. Selbst diffuses<br />

Licht kann noch genutzt werden – zumindest für die Photovoltaik.<br />

Die Fertigung eines Solarmoduls erfolgt weitgehend mit der optisch aktiven Seite nach unten. Als erstes wird ein entsprechendes Glas<br />

gereinigt und bereitgelegt. Auf dieses kommt dann eine zugeschnittene Bahn EVA-Folie. Die Solarzellen werden mittels Lötbändchen<br />

zu einzelnen Strängen (so genannte Strings) verbunden und auf der Scheibe mit der EVA-Folie positioniert. Nun werden die Querverbinder,<br />

die die einzelnen Stränge miteinander verbinden und zum Ort der Anschlussdose führen, positioniert und verlötet. Anschließend wird alles<br />

nacheinander mit einer zugeschnittenen EVA-Folie und einer Tedlarfolie bedeckt. Als nächster Produktionsschritt erfolgt das Laminieren des<br />

Moduls bei einem Unterdruck und ca. 150 °C. Beim Laminieren bildet sich aus der bis dahin milchigen EVA-Folie eine klare, dreidimensional<br />

vernetzte und nicht mehr aufschmelzbare Kunststoffschicht, in der die Zellen nun eingebettet sind und die fest mit der Glasscheibe und der<br />

Rückseitenfolie verbunden ist. Nach dem Laminieren werden die Kanten gesäumt, die Anschlussdose wird gesetzt und mit den Freilaufdioden<br />

bestückt. Nun wird das Modul noch gerahmt, vermessen und nach seinen elektrischen Werten klassifiziert und verpackt.<br />

In einem Photovoltaikmodul arbeiten Zellen mit zwei Schichten, einer positiven und einer negativen. Wenn Sonnenlicht auf solch eine Zelle<br />

trifft, entsteht an den Kontakten eine elektrische Spannung. Die Energie wird von den hocheffizienten Solarzellen aus Silizium direkt zu<br />

Gleichstrom verarbeitet. In den nachgeschalteten Wechselrichtern erfolgt anschließend die Umwandlung in Wechselstrom zur Einspeisung in<br />

das öffentliche Netz.<br />

Für jede Kilowattstunde elektrische Energie, die mit einer Sonnenstrom-Anlage produziert wird, muss der Netzbetreiber laut EEG (Erneuerbare-<br />

Energien-Gesetz) eine Mindestvergütung zahlen. Die jeweils angegebene (Spitzen-)Nennleistung eines Solarmodules (in Watt-peak) wird nur<br />

bei Laborbedingungen von 1000 W/m 2 , 25 °C Zelltemperatur und 90° Einstrahlungswinkel, Lichtspektrum 1,5 AM erreicht. Diese Normbedingungen<br />

gibt es in der Praxis nur selten. Entweder ist es dunkler, die Sonne steht niedriger oder im Sommer sind die Zellen wärmer.<br />

Jedes Modul reagiert auf die unterschiedlichen Lichtstärken/Lichtfarben anders, so dass die effektive, aktuelle Leistung oder der jährliche Ertrag<br />

zweier gleichstarker Modultypen stark unterschiedlich sein kann. Somit kommt es bei den tatsächlichen Tages- oder Jahreserträgen schon<br />

auf die Art und Qualität an und hochwertige, preisintensivere Module können meist erheblich mehr »einfahren« als ihre Billig-Konkurrenz.<br />

Mittels Solarstrahlungsdaten und Korrektur-Faktor-Tabellen kann man für den jeweiligen Standort typische Solar-Erträge ermitteln.<br />

Trotz einer Lebensdauer der Solarmodule von 20-40 Jahren fallen schon jetzt mehrere hundert Tonnen Elektroschrott jährlich an. Bei Temperaturen<br />

um 600 °C werden die im Modul enthaltenen Kunststoffe verbrannt und zurück bleiben Glas, Metall, Füllstoffe und die Solarzelle.<br />

Diese kann unter leichten Materialverlusten zu einer neuwertigen Solarzelle werden.<br />

18 | 19


Solartechnik | Spezial<br />

wechselrichter:<br />

zwischen Solargenerator<br />

und Wechselstromnetz<br />

Es gibt drei Varianten von Wechselrichtern<br />

für netzgekoppelte Photovoltaikanlagen:<br />

Modulwechselrichter:<br />

Modulwechselrichter werden am Solarmodul montiert<br />

und werden für Solarmodul-Leistungen von 100 Wp bis<br />

1400 Wp angeboten. Durch die Parallelschaltung werden<br />

Verluste aufgrund unterschiedlicher Beleuchtungsstärke<br />

der Module verhindert. Ein Trenntransformator dient der<br />

Sicherheit.<br />

Stringwechselrichter:<br />

Stringwechselrichter sind mit einem Kabel mit mehreren<br />

in Reihe geschalteten Solarmodulen verbunden. Sie sind<br />

die heute am weitesten verbreiteten Wechselrichter in der<br />

Photovoltaik. Nachteile sind die hohen zu übertragenden<br />

Gleichspannungen und Probleme bei Teilabschattungen<br />

einzelner Module aufgrund der Reihenschaltung mehrerer<br />

Module.<br />

Zentralwechselrichter:<br />

Zentralwechselrichter sind große Wechselrichter, die meistens<br />

in einem eigenen Raum untergebracht sind. Vorteile<br />

sind hohe Wirkungsgrade. Nachteil: Bei einer Störung ist<br />

der gesamte Anlagenteil außer Betrieb.<br />

Ein Wechselrichter (Inverter) ist ein elektrisches Gerät, das Gleichspannung in Wechselspannung<br />

bzw. Gleichstrom in einen Wechselstrom umrichtet. Wechselrichter können je<br />

nach Schaltung sowohl für die Erzeugung von einphasigem Wechselstrom als auch für<br />

die Erzeugung von dreiphasigem Wechselstrom ausgelegt sein.<br />

Zum Einspeisen in das öffentliche Stromnetz muss die<br />

Gleichspannung, beispielsweise aus einer Photovoltaikanlage,<br />

erst in eine netzsynchrone Wechselspannung<br />

umgewandelt werden. Hierzu dienen netzgeführte Wechselrichter.<br />

Sie passen Frequenz und Phase an das Netz<br />

an. Darüber hinaus verfügen sie über eine Abschaltung<br />

der Anlage bei Netzstörungen. So wird Überspannung<br />

oder Spannung in abgeschalteten Netz-Abschnitten vermieden.<br />

Dies wird in der VDE 0126 geregelt.<br />

TIPP:<br />

Es wird oft mit hohen<br />

Wirkungsgraden der<br />

Wechselrichter geworben.<br />

Der Wirkungsgrad des Wechselrichters<br />

entscheidet jedoch<br />

nicht allein über den Gesamtwirkungsgrad<br />

einer Photovoltaikanlage,<br />

sondern auch alle weiteren<br />

Komponenten ebenso wie<br />

Reihen- oder Parallelschaltung.<br />

20 | 21


Solartechnik | Spezial<br />

PLanungsgrundlagen<br />

photovoltaik<br />

Die Ausrichtung der Flächen und die Verschattungsfreiheit bestimmen maßgeblich<br />

die Höhe der Energieerträge. Durch eine optimale Anordnung der Flächen können<br />

Leitungsverluste minimiert und Kosten eingespart werden. Die Hinterlüftung der<br />

Solarmodulesichert konstant hohe Wirkungsgrade kristalliner Solarzellen. Die Kenntnis<br />

über Modularität und Maße der Solarmodule sowie Ihre statischen Eigenschaften<br />

erleichtern Ihnen den Planungsprozess. Fragen der Leitungsführung brauchen Sie<br />

dabei nicht zu schrecken. Und die optimale Platzierung des Wechselrichters ist wiederum<br />

ein Beitrag zur Funktionalität und Ertragssteigerung Ihrer Solaranlage.<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Foto: Roto<br />

INFO:<br />

Bei Finanzierung per Kredit stehen<br />

den Ausgaben für die Tilgung<br />

der kompletten Photovoltaikanlage<br />

Einnahmen aus Stromverkauf<br />

und Zinsen vom Festgeldkonto<br />

(= Eigenkapitalkonto) gegenüber.<br />

Hinzu kommen zusätzliche Einnahmen<br />

durch Einkommensteuer-<br />

Erstattung. Gegenüber dem<br />

Listenpreis einer Photovoltaikanlage<br />

führen die Einnahmen zu<br />

beträchtlich geminderten tatsächlichen<br />

Anschaffungskosten.<br />

Die Beachtung einiger Planungsgrundsätze<br />

bei der Integration von<br />

Photovoltaik-Elementen hilft Ihnen,<br />

optimale Energieerträge zu erzielen<br />

und so die Wirtschaftlichkeit der Solaranlage<br />

entscheidend zu verbessern.<br />

Photovoltaikanlagen werden heutzutage nicht nur aus Umweltschutzgründen errichtet, sondern als Investitionsgüter<br />

betrachtet. Als Grundlage für die Entscheidung wird daher der finanzielle Aufwand dem individuellen Nutzen gegenübergestellt.<br />

Die Wirtschaftlichkeit ist daher von zentraler Bedeutung und kann im Vorfeld durch eine Wirtschaftlichkeitsberechnung<br />

abgeschätzt werden. Dabei sind nachfolgende Faktoren zu berücksichtigen:<br />

• Investitionskosten (Module, Wechselrichter, Montage)<br />

• Standort (Ausrichtung, Dachneigung, Klima)<br />

• Technische Rahmenbedingungen (Wirkungsgrad, Lebensdauer)<br />

• Betriebskosten (Wartung, Instandhaltung, Versicherung, Zählermiete)<br />

• Förderung (zinsgünstige Darlehen, Zuschüsse)<br />

• Erlöse (Einspeisevergütung, Zinseinnahmen)<br />

• Finanzmathematische Parameter (Abschreibungen, Zinsbelastung)<br />

• Sonstige Faktoren (Umweltschutz, Imagegewinn)<br />

Die Investitionskosten sind abhängig von der Größe der Anlage, den speziellen Produkteigenschaften, dem Montageaufwand<br />

und den Preisvorgaben des Herstellers. Dementsprechend gibt es große Schwankungen. Betriebskosten fallen<br />

während des Betriebes nur relativ geringe an.<br />

Steuerliche Behandlung durch das Finanzamt:<br />

Bei der Errichtung und dem Betrieb einer Solaranlage sollte sich der Anlagenbetreiber mit der Umsatz-, Einkommensund<br />

Gewerbesteuer beschäftigen.<br />

Umsatzsteuer:<br />

In der Regel wollen Betreiber von Photovoltaikanlagen umsatzsteuerpflichtig werden, um insbesondere die beim Kauf der<br />

Anlage gezahlte Umsatzsteuer vom Finanzamt zurück erstattet zu bekommen. Hierdurch verringern sich die Anschaffungskosten,<br />

denn in diesem Fall wird der Vertrag mit dem Energieversorgungsunternehmen als gewerblicher Stromlieferungsvertrag<br />

geschlossen. Der Versorger zahlt dann zusätzlich zur Einspeisevergütung 19 % Umsatzsteuer.<br />

Einkommenssteuer:<br />

Durch den Betrieb einer Photovoltaikanlage werden Einkünfte aus nicht selbstständiger Arbeit erzielt, die in der Einkommenssteuererklärung<br />

anzugeben sind. Aus der Gegenüberstellung der Einnahmen und Ausgaben wird der Gewinn ermittelt.<br />

Die Abschreibung für Photovoltaikanlagen wird auf 20 Jahre verteilt.<br />

Gewerbesteuer:<br />

Die Gewerbesteuer ist für die meisten Betreiber nicht relevant. Sie ist erst fällig, wenn der Gewinn aus einer gewerblichen<br />

Tätigkeit mehr als 24.500 Euro pro Jahr beträgt. Dies ist bei der Größenordnung von Photovoltaikanlagen an Wohngebäuden<br />

im Regelfall nicht gegeben.<br />

22 | 23


Solartechnik | Spezial<br />

Förderung & Finanzierung<br />

Photovoltaik<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Foto: Sunset Solar<br />

Für die Errichtung einer Solarstromanlage ist ein zinsgünstiges Förderdarlehen bei der KfW-Bank aufgelegt worden. Dieses Darlehen<br />

ermöglicht eine Finanzierung der Anlage häufig ohne Eigenkapitalanteil. Durch die Erträge aus dem Stromverkauf kann der KfW-Kredit<br />

abbezahlt werden. Die Amortisationszeit liegt je nach Finanzierungsmodell und Standort der Anlage etwa zwischen 13 und 18 Jahren.<br />

Gefördert werden Solarstromanlagen an und auf Wohnhäusern und gewerblich genutzten Gebäuden sowie Freilandanlagen. Für jede<br />

Kilowattstunde elektrische Energie, die mit einer Sonnenstromanlage produziert wird, muss Ihnen Ihr Netzbetreiber laut EEG<br />

(Erneuerbare-Energien-Gesetz) eine Mindestvergütung zahlen – und das garantiert auf 20 Jahre.<br />

Vergütungssätze für Solarstrom<br />

Anlagen auf Dachflächen<br />

Jahr der<br />

Inbetriebnahme<br />

bis einschl. 30 kW<br />

in Cent/kWh<br />

ab 30 kW<br />

in Cent/kWh<br />

ab 100 kW<br />

in Cent/kWh<br />

2007 49,21 46,82 46,30<br />

2008 46,75 44,48 43,99<br />

2009 44,41 42,26 41,79<br />

2010 42,19 40,15 39,70<br />

Fassadenanlagen<br />

Jahr der<br />

Inbetriebnahme<br />

bis einschl. 30 kW<br />

in Cent/kWh<br />

ab 30 kW<br />

in Cent/kWh<br />

ab 100 kW<br />

in Cent/kWh<br />

2007 54,21 51,82 51,30<br />

2008 51,75 49,48 48,99<br />

2009 49,41 47,26 46,79<br />

2010 47,19 45,15 44,70<br />

Foto: Roto<br />

INFO:<br />

Beispiel 1:<br />

Sie erichten 2008 eine Gebäudeanlage<br />

mit 30 kW (46,75 Cent)<br />

an der Fassade des Gebäudes<br />

(+5,0 Cent) und erhalten so eine<br />

Vergütung von 51,75 Cent/kWh.<br />

Beispiel 2:<br />

Sie errichten 2009 eine Dachanlage<br />

mit 40 kW. Für drei<br />

Viertel der Anlage (=30 kW)<br />

erhalten Sie eine Vergütung von<br />

44,41 Cent/kWh. Für das<br />

restliche Viertel (=10 kW) erhalten<br />

Sie 42,26 Cent/kWh.<br />

Wichtig: Die Einspeisevergütung<br />

des Inbetriebnahmejahres bleibt<br />

für 20 Jahre gleich für Sie!<br />

Darlehen und Fördergelder<br />

Um den Einsatz erneuerbarer Energien zu unterstützen, stellen verschiedene Institutionen Fördermittel und Darlehen<br />

bereit. In Deutschland sind das der Bund, die Bundesländer, die Städte und Gemeinden, die Finanzämter sowie einige<br />

Energieversorgungsunternehmen. Der Bau größerer Photovoltaikanlagen lässt sich außerdem über Solarfonds finanzieren.<br />

Erneuerbare-Energien-Gesetz<br />

Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) regelt die Einspeisung von regenerativ erzeugtem Strom. Über die im Erneuerbare-<br />

Energien-Gesetz garantierte Einspeisevergütung über einen festgelegten Zeitraum lässt sich die Photovoltaikanlage frühstmöglich<br />

amortisieren.<br />

Solarversicherungen<br />

Finanzielle Risiken beim Betrieb einer Photovoltaikanlage lassen sich durch den Abschluss einer Solarversicherung<br />

minimieren. Dabei gibt es zwei Versicherungstypen:<br />

1. Versicherung der Solaranlage: Eine Versicherung der Solaranlage bietet Schutz gegen Schäden durch Hagel, Brand,<br />

Diebstahl, Vandalismus, Kurzschluss oder Überspannung, Wasser und Feuchtigkeit. Über eine zusätzliche Ertragsausfallversicherung<br />

kann man eine Photovoltaikanlage gegen Stillstand absichern – allerdings nur, wenn er durch Schäden<br />

verursacht wurde, gegen die bereits eine Vesicherung besteht. Ausgeschlossen sind vom Versicherer meist Schäden durch<br />

Krieg, Streik, Kernenergie oder Erdbeben. Die Mitversicherung der Photovoltaikanlage über die Gebäudeversicherung ist<br />

problematisch, da nicht alle Versicherer eine Photovoltaikanlage als Gebäudeteil anerkennen.<br />

2. Betreiberhaftpflichtversicherung: Eine Betreiberhaftpflichtversicherung regelt alle Schäden, die durch die Photovoltaikanlage<br />

(z. B. durch ein herabfallendes Modul) Personen und Sachen zugefügt werden.<br />

Quelle: www.solarintegration.de / Mehr Informationen unter www.solarfoerderung.de<br />

24 | 25


Solartechnik | Spezial<br />

Solar-<br />

THERMIE<br />

Eine typische Anwendung ist der Sonnenkollektor. Solarthermische Anwendungen sind umso effizienter, je mehr von der Sonneneinstrahlung<br />

tatsächlich absorbiert wird und je weniger der dabei entstehenden Wärme durch Wärmestrahlung, Wärmeleitung<br />

oder Wärmeübertragung verloren geht. Um eine möglichst hohe Effizienz zu erreichen, verfügen mittlerweile die marktüblichen<br />

Absorber von Sonnenkollektoren über eine selektive Beschichtung. Diese hat eine besonders hohe Aufnahmefähigkeit (Absorptionsgrad)<br />

für den Spektralbereich des Sonnenlichts, in dem die meiste Energie eingestrahlt wird, während die Abstrahlung infraroter<br />

Wärmestrahlung durch einen geringen Emissionsgrad minimiert wird. Einfache schwarze Farbe nimmt dagegen Strahlung so gut auf,<br />

wie sie Wärmestrahlung abgibt.<br />

Die Sonne liefert uns täglich ein enormes Energiepotenzial, das in Deutschland den Primärenergieverbrauch um das Achtzigfache übersteigt. Diese Energiequelle ist praktisch<br />

unerschöpflich und steht uns auch in den nächsten Jahrmillionen zur Verfügung. Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl sind dagegen nur begrenzt vorhanden.<br />

Die nächsten Generationen werden nicht mehr uneingeschränkt auf sie zurückgreifen können, so dass die Sonne zweifellos die Energie der Zukunft darstellt.<br />

Solarthermie überträgt die Wärme aus der Sonnenenergie auf ein geschlossenes System, das zum Heizen und zur Wassererwärmung genutzt wird. Die Dimensionierung<br />

hängt von verschiedenen Faktoren ab, wie dem Warmwasserverbrauch, dem Standort und der gewünschten solaren Deckungsrate. Für Solaranlagen zur Unterstützung der<br />

Raumheizung sind bei der Dimensionierung der Kollektorfläche zusätzlich der Gebäudewärmebedarf und die Parameter der Heizungsanlage zu berücksichtigen. Wesentlich<br />

für einen hohen Anlagenwirkungsgrad ist eine durchdachte Anlagenkonfiguration, die richtige Auswahl und sinnvolle Zusammenstellung der Komponenten.<br />

Passive Nutzung in der Architektur:<br />

Die Sonne erwärmt direkt, also ohne technische Apparate, ein Gebäude z. B. durch entsprechend ausgerichtete Fensterflächen oder durch sogenannte »Transparente<br />

Wärmedämmung«. Das Sonnenlicht kann die äußerste Dämmschicht durchdringen, die dahinter liegende Mauer wird erwärmt.<br />

Aktive Nutzung in der Architektur:<br />

Entsprechend konstruierte Absorberflächen sammeln Sonnenwärme und diese wird mit Hilfe eines Mediums z. B. zu einem Wärmespeicher transportiert. Im Haushalt findet<br />

die Sonnenwärme vorwiegend zur Erwärmung von Wasser und Räumen Verwendung.<br />

26 | 27


Solartechnik | Spezial<br />

Foto: Roto<br />

Solarthermie-anlagen:<br />

einmal wärme bitte<br />

Installation einer Solaranlage: Als wichtigster Bestandteil einer Solaranlage wird der Kollektor angesehen, der die Sonnenwärme absorbiert.<br />

Weitere Bauteile sind der Solarwärmespeicher, der Solarkreislauf mit Pumpstation und der Solarregler. Der Sonnenkollektor nimmt das<br />

Licht und die Wärme der Sonne auf. Für seine Leistung ist entscheidend, dass er einen großen Teil der Energie des Sonnenlichts aufnimmt,<br />

gleichzeitig nur wenig davon wieder als Wärmestrahlung abgibt. Stattdessen soll die absorbierte Wärme verlustfrei auf die Solarflüssigkeit<br />

im Solarkreislauf übertragen werden.<br />

Schaltschema einer Solaranlage für Trinkwasser und Heizungsunterstützung. Quelle: Roto<br />

Besonders die gestiegenen Preise für fossile Energieträger<br />

wie Kohle und Gas können den Ausschlag für den<br />

Bau einer thermischen Solaranlage zur Unterstützung<br />

der Brauchwassererwärmung und auch der Heizungsunterstützung<br />

geben. Thermische Solaranlagen sind<br />

technisch ausgereift und besitzen eine Nutzungsdauer<br />

von über 20 Jahren.<br />

Der Einbau einer thermischen Solaranlage bietet sich<br />

insbesondere bei einer Heizungserneuerung oder einer<br />

Dachneueindeckung an. In einem Neubau sollte sie von<br />

vornherein mit eingeplant werden, wenn die Voraussetzung<br />

einer nach Süden oder Südwesten/Südosten<br />

ausgerichteten unverschatteten Dachfläche gegeben ist.<br />

Im Laufe ihrer Lebenszeit liefert eine Solaranlage<br />

übrigens rund zehnmal mehr Energie als zu ihrer<br />

Herstellung nötig war.<br />

Im Bereich der Haustechnik gibt es zwei Nutzungsarten:<br />

Warmwasser-Erzeugung und Unterstützung der Raumheizung.<br />

Bei den solarthermischen Anlagen unterscheidet man die solare Trinkwassererwärmung und die Trinkwassererwärmung mit<br />

Heizungsunterstützung. Solaranlagen können mit jeder beliebigen zentralen Warmwasserbereitung sowie mit Heizkörpern und<br />

Fußbodenheizung kombiniert werden. Solarthermische Anlagen können auf Flachdächern, an Fassaden oder in Vordächern<br />

integriert werden. Die Vorteile von solarthermischen Anlagen sind der geringere Kesselbetrieb bis in die Übergangsjahreszeiten.<br />

Die Vermeidung von vielen Brennerstarts reduziert die Emission und schont damit den Heizkessel und die Umwelt. Bei der<br />

Trinkwassererwärmung sparen Sie so bis zu 65 % der benötigten Energie, bei der zusätzlichen Heizungsunterstützung lassen<br />

sich weitere Energiekosten einsparen.<br />

Aufbau und Komponenten<br />

Die wichtigste bautechnische Unterscheidung bei Kollektoren ist die zwischen Flachkollektoren, die mit herkömmlichen Isolationsmaterialien<br />

geschützt werden, und Vakuumröhrenkollektoren. Die Isolationswirkung wird bei Vakuumröhrenkollektoren<br />

durch ein Vakuum in einer Glasröhre erreicht, welches einen Wärmetransport durch Konvektion vollständig unterbindet.<br />

Gleichzeitig ist das bei bestimmten Wetterlagen ein praktischer Nachteil: Vor allem im Winter bleiben Vakuumkollektoren<br />

auf Grund ihrer sehr guten Isolation oft längere Zeit schneebedeckt. Sie erreichen jedoch gegenüber Flachkollektoren<br />

gleicher Größe wesentlich höhere Betriebstemperaturen und bieten sich dadurch zur Nutzung beengter Dachflächen an,<br />

die nicht genügend Raum für eine bedarfsgerechte Flachkollektoren-Anlage bieten würden. Es gibt auch verschiedene<br />

Systeme, die Brauchwasser- und Solartanks kombinieren und Solartanks mit zusätzlichen Einrichtungen zum Nachheizen.<br />

Solarkreis<br />

Als Solarkreis bezeichnet man das Leitungssystem, in der durch die umlaufende Solarflüssigkeit die Wärme vom Kollektor<br />

zum Wärmespeicher transportiert wird. Sie besteht überwiegend aus Wasser, da dieses nahezu optimale Eigenschaften für<br />

diesen Zweck hat. Da aber in nördlichen Breiten im Winter die Gefahr besteht, dass der Solarkreis einfriert und durch die dabei<br />

auftretende Ausdehnung des Eises in den Rohren der Kollektor beschädigt wird, wird das Wasser mit speziellen Frostschutzmitteln<br />

angereichert.<br />

Solarregler<br />

Der Solarregler steuert im einfachsten Fall über eine Temperaturdifferenz-Regelung die Solarstation: Sobald die Temperatur im<br />

Kollektor um eine festgelegte Temperaturdifferenz über der Temperatur am Solarwärmeübertrager (im unteren Bereich des<br />

Solarspeichers) liegt, wird die Pumpe gestartet und die Wärme in den Speicher transportiert; sobald die Temperaturdifferenz<br />

zwischen Kollektor und Speicher den Grenzwert unterschreitet, wird die Anlage gestoppt.<br />

Quelle: Roto<br />

A<br />

B<br />

Einspeisung Thermie<br />

A | Kollektor B | Solarregelstation<br />

C | Solarspeicher D | Gas-, Ölkessel<br />

E | Verbraucher<br />

INFO:<br />

E<br />

C<br />

Beim Neubau bietet die Wärmepumpe<br />

eine Alternative zum Heizkessel.<br />

Im Prinzip funktioniert sie<br />

wie ein Kühlschrank, wobei jedoch<br />

der Wärmegewinn statt der<br />

Kühlung im Mittelpunkt steht.<br />

Die Wärmepumpe entzieht z. B.<br />

der Luft, dem Grundwasser oder<br />

dem Erdreich die Wärme. Mit<br />

Hilfe eines Verdichters wird diese<br />

auf ein höheres Temperaturniveau<br />

gepumt.<br />

E<br />

E<br />

D<br />

28 | 29


Solartechnik | Spezial<br />

Solaranlagen zur<br />

heizungsunterstützung:<br />

Die helle Freude<br />

Saubere wärme –<br />

reines gewissen –<br />

gutes Wohngefühl<br />

Solaranlagen zur Heizungsunterstützung werden in den meisten Fällen mit der<br />

solaren Warmwasserbereitung kombiniert. Standard-Kombianlagen können 10-50 %<br />

der jährlich benötigten Wärmeenergie eines Hauses solar erzeugen (Deckungsrate<br />

Warmwasser: bis zu 70 %). Die jährliche Sonneneinstrahlung in Deutschland ist für<br />

den Einsatz der Solarenergie vollkommen ausreichend. Mit einer Warmwasser-<br />

Solaranlage können Sie 60-70 % des täglich für die Warmwasseraufbereitung<br />

anfallenden Energiebedarfs einsparen, im Sommerhalbjahr sogar bis zu 100 %.<br />

Mit einer heizungsunterstützenden Anlage wird darüber hinaus zusätzlich Energie<br />

gewonnen. Selbst bei bewölktem Himmel erzeugen die hochwertigen Kollektoren<br />

Energie. In Norddeutschland liegt die durchschnittliche Ausbeute nur ca. 10 %<br />

niedriger als in Süddeutschland. Eine Solaranlage ist daher immer sinnvoll.<br />

Durchschnittliche Sonnenscheindauer in Stunden pro Jahr<br />

Quelle: Sunset Solar<br />

1800 - 1900<br />

1700 - 1800<br />

1600 - 1700<br />

1500 - 1600<br />

1400 - 1500<br />

1200 - 1300<br />

INFO:<br />

Warmwasserbereitung mit<br />

solarer Unterstützung:<br />

Gehen Sie den Weg der Energieerzeugung<br />

mit Solarenergie<br />

konsequent weiter mit Kombianlagen<br />

und profitieren Sie u.a.<br />

von folgenden Vorteilen:<br />

• Investition in Zukunftstechnologie<br />

• Schonung fossiler Ressourcen<br />

• Reduktion der Emissionen<br />

durch Vermeidung von<br />

Heizkessel-Takten<br />

• Verlängerung der Wartungsintervalle<br />

des Heizkessels<br />

durch geringere Laufzeiten<br />

• Vollautomatische Funktion<br />

durch intelligente Regelung<br />

• bis zu 1/3 Energieeinsparung<br />

bei optimaler Wärmedämmung<br />

und Niedertemperaturheizung<br />

• Maximale staatl. Förderungen<br />

und Kostenoptimierung<br />

• Sehr günstiges Preis-<br />

Leistungs-Verhältnis<br />

Foto: Roto<br />

Heutige solarthermische Anlagen werden in erster Linie zur<br />

Wassererwärmung genutzt. Mit einer optimal dimensionierten<br />

Solaranlage kann man 60-70 % des Warmwasserbedarfs<br />

jährlich mit Sonnenenergie decken. Im Sommer steht oft das<br />

gesamte Warmwasser über Solar bereit, so dass die Heizanlage<br />

ganz abgeschaltet werden kann.<br />

Solaranlagen sind sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch eine gute Investition. Zwei<br />

Drittel der Sonnenstrahlung entfallen in unseren Breiten auf die Sommermonate von Mai<br />

bis August. In unseren Breiten genügen bereits 6 m 2 sonnengeneigter Dachfläche,<br />

um 60 % des Warmwasserbedarfs eines Einfamilienhauses zu decken. Die Differenz<br />

zur benötigten Vollwärmung wird durch einen Heizkessel gewährleistet. Damit der<br />

Warmwasserspeicher auch in den kühleren Monaten zur Verfügung steht, befindet sich im<br />

Brauchwasserspeicher ein zweiter Wärmetauscher zur Nachheizung, der die Wärmeenergie<br />

über einen Heizkessel erhält. Der Warmwasserbedarf eines Haushaltes ist über das<br />

Jahr ziemlich konstant, so dass eine große Übereinstimmung zwischen Energiebedarf<br />

und solarem Energieangebot besteht.<br />

Solaranlagen zur Warmwasserbereitung zeichnen sich durch eine einfache Anlagentechnik<br />

aus und sind technisch ausgereift. Eine Dachfläche muss nicht unbedingt exakt nach Süden<br />

ausgerichtet sein, um als Montagefläche für Sonnenkollektoren dienen zu können. Der<br />

Neigungswinkel einer Dachfläche kann zwischen 20 und 60° betragen, wobei geringere<br />

Neigungswinkel die Energieausbeute im Sommer und steilere die Solarerträge im Winter<br />

begünstigen. Bei Flachdächern bieten sich Aufständerungen an. Standardmäßig verwendet<br />

man Flachkollektoren, die die aufgenommene Wärme über eine Wärmeträgerflüssigkeit<br />

zu einem Wasserspeicher leiten, wo über einen Wärmetauscher das Trink- und Heizungswasser<br />

erwärmt wird. Vakuumröhrenkollektoren können die Sonnenwärme sogar noch<br />

effizienter umsetzen.<br />

Für eine rentable Nutzung ist die Sonneneinstrahlung in Deutschland ausreichend.<br />

Im Sommer lässt sich der Warmwasserbedarf eines Einfamilienhauses decken. Zur<br />

Überbrückung längerer Schlechtwetterperioden und für die Winterzeit ist allerdings eine<br />

zusätzliche Heizmöglichkeit notwendig. Wenn die Solaranlage auch Heizungswasser<br />

erwärmt, kann die Nachheizung im Frühjahr und Herbst länger ausgeschaltet bleiben.<br />

30 | 31


Solartechnik | Spezial<br />

Planungsgrundlagen<br />

Solarthermie<br />

Grundsätzlich gilt: Eine thermische Solaranlage senkt die Heizkosten immer, egal mit<br />

welchem Wärmeerzeuger die Solaranlage kombiniert werden soll. Bei der Auswahl der<br />

richtigen thermischen Solaranlage sind neben der Wirtschaftlichkeit u.a. folgende Aspekte<br />

zu berücksichtigen: Anwendungsvarianten, Energiebedarf, Standortwahl...<br />

Je nach Haustyp und Verbrauch kann die solare Deckungsrate am gesamten Jahresenergieverbrauch zwischen 10 %<br />

bei Häusern vor Baujahr 1984 und 50 % bei Niedrigenergiehäusern betragen. Die Auswahl der geeigneten Solaranlage<br />

richtet sich hauptsächlich nach der Anwendungsvariante, dem Energiebedarf, der Ausrichtung und Neigung der Kollektoren<br />

sowie dem Standort der Anlage. Daher ist es wichtig, schon während der Gebäudeplanung den Platzbedarf der Anlage auf<br />

dem Dach und im Installationsraum sowie die Ausrichtung des Gebäudes und die Dachneigung zu berücksichtigen.<br />

Der wichtigste Faktor zur Auslegung der Solaranlage ist der Warmwasserverbrauch. Im Wohnbereich wird der Verbrauch<br />

in Ermangelung exakter Messdaten meist anhand der Personenanzahl abgeschätzt. Typischerweise wird ein Bedarf von<br />

30-50 Litern pro Person angenommen. In Mehrfamilienhäusern wird in der Regel mit max. 25 Litern pro Person und<br />

Tag gerechnet. Bei anderen Nutzungsarten (Gewerbe, Hotels und Gaststätten, Sporteinrichtungen, mehrgeschossigem<br />

Wohnungsbau etc.) wird dringend empfohlen, den Warmwasserverbrauch zu messen. Dazu genügt der Einbau einer<br />

Wasseruhr im Kaltwasserzulauf des Warmwasserspeichers. Die optimale Ausrichtung zur Montage von Solaranlagen<br />

ist eine Dachfläche nach Süden. Der optimale Neigungswinkel liegt je nach Art der Anwendung zwischen 40 und 60°.<br />

Die Kollektoren können auf nahezu allen (Dach-)Flächen montiert werden, wobei die zur Verfügung stehende Fläche<br />

möglichst verschattungsfrei sein sollte. Maximale Erträge werden bei einer Südausrichtung und einem Neigungswinkel<br />

von ca. 45° erzielt. Die Minderung des Ertrages bei Südwest-/Südost-Ausrichtung ist relativ gering. Bei größeren<br />

Abweichungen kann der Minderertrag durch eine etwas vergrößerte Kollektorfläche kompensiert werden.<br />

Flächenbedarf<br />

Ermitteln Sie die benötigte Aufstellungsfläche für die<br />

Kollektoren. Wenn die Solarenergie nur zur Warmwasseraufbereitung<br />

genutzt werden soll, benötigt man 1 bis<br />

1,5 m² Kollektorfläche pro Person, soll die solarthermische<br />

Anlage auch der Heizungsunterstützung dienen, so sind<br />

ca. 2,5 m² pro Person zu veranschlagen.<br />

Funktionsprinzip und Speichergröße<br />

Eine solarthermische Anlage besteht aus einem Sonnenenergie-Kollektor<br />

auf dem Dach, einer Steuerungseinheit<br />

und einem Speicher. In dem geschlossenen Kreislaufsystem<br />

sorgt eine Pumpe dafür, dass der flüssige Wärmeträger die<br />

Wärmeenergie in den Speicher transportiert. Ein Wärmetauscher<br />

im Speicher ermöglicht warmes Trinkwasser.<br />

Wichtig ist die richtige Dimensionierung des Speichers!<br />

Investitionen:<br />

Eine typische Dimensionierung einer Solaranlage zur<br />

Brauchwassererwärmung für einen 4-Personen-Haushalt<br />

liegt bei etwa 5 m² Flachkollektoren mit einem 300-Liter-<br />

Speicher. Hierbei lassen sich etwa 50-60 % am jährlichen<br />

Energieverbrauch durch Warmwasser einsparen. Die Investitionskosten<br />

schwanken beim Einsatz von Flachkollektoren<br />

zwischen 4.000 und 6.000 Euro (inkl. Montage). Soll<br />

zusätzlich die Raumheizung unterstützt werden, müssen<br />

für ein Einfamilienhaus ca. 10-18 m² (Flach-)Kollektoren<br />

mit 70-100 Liter Speichervolumen je m² Kollektorfläche<br />

eingeplant werden. Hierbei lassen sich Energieeinsparungen<br />

von bis zu 25 % erreichen. Die Preise für Kombianlagen<br />

zur Heizungsuntersütztung liegen bei etwa 8.000 bis<br />

12.000 Euro (inkl. Montage).<br />

32 | 33


Solartechnik | Spezial<br />

Förderung & Finanzierung<br />

solarthermie<br />

Das wichtigste vorweg: Anträge müssen nicht mehr vorher gestellt werden! Die Förderung<br />

für Solarkollektoranlagen mit Investitionszuschüssen über das Bundesamt für<br />

Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) wird fortgeführt. Bei der Förderung von<br />

Solaranlagen durch die BAFA wird grundlegend zwischen der »Basisföderung« und dem<br />

»Innovationsbonus« unterschieden (Stand 01/2008).<br />

Basisförderung:<br />

1. Solarkollektoren für die Warmwasserbereitung<br />

Bei der Erstinstallation von Solarkollektoranlagen zur Warmwasserbereitung bis 40 m 2 Kollektorfläche<br />

beträgt die Basisförderung 60 Euro/m 2 , mindestens jedoch 410 Euro je Anlage.<br />

2. Solarkollektoren für die kombinierte Warmwasserbereitung<br />

und Heizungsunterstützung<br />

Bei der Erstinstallation von Solarkollektoranlagen bis 40 m 2 beträgt die Förderung 105 Euro/m 2 . Bei der Erstinstallation<br />

von Solarkollektoranlagen von mehr als 40 m 2 Kollektorfläche auf Ein- oder Zweifamilienhäusern zur<br />

kombinierten Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung sowie Pufferspeichervolumina von mindestens<br />

100 Litern je m 2 Kollektorfläche wird für die ersten 40 m 2 105 Euro/m 2 und für die darüber hinaus errichtete<br />

Kollektorfläche 45 Euro/m 2 gewährt.<br />

3. Erweiterungen von Solarkollektoranlagen<br />

Für die Erweiterung von bereits in Betrieb genommenen Solarkollektoranlagen um bis zu 40 m 2 Kollektorfläche<br />

beträgt die Förderung 45 Euro je zusätzlich installiertem m 2 .<br />

Förderfähig sind die Vorhaben, die ab dem 16. Oktober 2006 begonnen<br />

wurden und bis zur Antragsstellung fertiggestellt sind. Für die Praxis bedeutet<br />

das, dass mit der Durchführung nicht bis zur Antragsstellung oder Bewilligung<br />

gewartet werden muss. Jedoch wird den Antragstellern trotzdem empfohlen,<br />

sich im Vorfeld gründlich über die Anlagen und die Förderrichtlinien zu informieren,<br />

um sicher zu gehen, dass die zukünftige Solarkollektoranlage den<br />

Voraussetzungen für eine Förderung entspricht. Zudem ist der Förderungsantrag<br />

innerhalb von sechs Monaten nach der Herstellung der Betriebsbereitschaft<br />

zu stellen.<br />

Innovationsbonus:<br />

Ein zusätzlicher Bonus wird erteilt, wenn die Errichtung einer Solarkollektoranlage<br />

zur kombinierten Warmwasserbereitung und Heizunterstützung mit dem<br />

Austausch des Heizkessels einhergeht. Für besonders innovative Anwendungen<br />

oder Anlagenteile nach den Richtlinien der förderfähigen Technologien wird<br />

ein »Innovationsbonus« vergeben. Zu den näheren technischen Anforderungen<br />

wurden im April 2007 vom Bundesumweltministerium Ausführungsbestimmungen<br />

erlassen. Im Gegensatz zur »Basisförderung« muss hier der Förderungsantrag<br />

bereits vor dem Abschluss eines Liefer- und Leistungsvertrages gestellt werden.<br />

Wird dies versäumt, kann nur noch eine »Basisförderung« erfolgen. Bei Solarkollektoranlagen<br />

mit einer Bruttokollektorfläche, die größer als 40 m² ist,<br />

kann die Innovationsförderung nur bei der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau)<br />

beantragt werden.<br />

Mehr Informationen und Onlineantragstellung unter www.bafa.de.<br />

34 | 35


Solartechnik | Spezial<br />

Regenwassernutzung<br />

Das Regenwasser wird dazu von Sammelflächen abgeleitet und in unter- oder oberirdischen Regenspeichern, z. B.<br />

in Zisternen gesammelt. Über Pumpen wird das Regenwasser von dort zu den einzelnen Zapfstellen transportiert.<br />

In Deutschland kann Regenwasser für die Toilettenspülung, Waschmaschine und Gartenbewässerung genutzt<br />

werden. Auch in Industrie und Gewerbe gibt es zahlreiche Nutzungsmöglichkeiten.<br />

Die Nutzung von Regenwasser als Brauch- oder Nutzwasser<br />

erfreut sich zunehmender Beliebtheit.<br />

Ein 4-Personen-Haushalt kann z. B. bis zu 70.000 Liter<br />

Trinkwasser pro Jahr durch die Regenwassernutzung sparen.<br />

36 | 37


Solartechnik | Spezial<br />

ab jetzt:<br />

clever wasser sparen!<br />

Planungsgrundlagen<br />

Regenwassernutzung<br />

Foto: Graf<br />

Durchschnittlich 130 Liter Trinkwasser verbraucht ein Bundesbürger pro Tag –<br />

Wasser, das für gutes Geld bei den örtlichen Versorgungsbetrieben gekauft werden<br />

muss. Ein Großteil davon wird für Waschmaschine und Toilettenspülung vergeudet –<br />

gerade einmal 3 Liter benötigen wir täglich zum Trinken und Kochen. Und auch die<br />

Gartenbewässerung aus dem öffentlichen Trinkwassernetz ist ein teures Vergnügen,<br />

das auf der Wasserrechnung jährlich ein paar hundert Euro mehr ausmachen kann.<br />

Machen Sie Schluss damit: Die Natur versorgt uns über den Regen mit ausreichend<br />

kostenlosem Regenwasser, das – aufgefangen und gesammelt in entsprechenden<br />

Erdtanks – die Wasserversorgung sicherstellt. So können Sie mit einem Schlag die<br />

Wasserkosten um 50 % senken.<br />

TIPP:<br />

Um eine Regenwassernutzungsanlage,<br />

die auch den örtlichen<br />

Gegebenheiten entspricht,<br />

vorschriftsmäßig zu installieren<br />

sind einige Punkte zu überlegen<br />

und zu beachten:<br />

Wo sitzt der Regenwasserspeicher?<br />

Muss er befahrbar<br />

oder begehbar sein?<br />

Wie funktioniert eine Regenwassernutzungsanlage?<br />

Das vom Dach abfließende Niederschlagswasser wird über einen Filter in einen Speicherbehälter geleitet. Unterschiedliche<br />

Ausführungen des Speichers erlauben, je nach Platzverhältnis, einen Einbau sowohl innerhalb wie auch außerhalb des<br />

Hauses. Durch eine beruhigte Zuführung des Regenwassers können sich Schmutzstoffe am Boden des Speichers ablagern,<br />

was zu einer Qualitätsverbesserung des Wassers führt. Um bei vollem Speicher ein Überlaufen zu vermeiden, muss ein<br />

Anschluss zum Kanal oder besser zu einer Versickerungsanlage gebaut werden. Das im Speicher gesammelte Wasser<br />

wird oberhalb der Sedimentationszone mittels einer Druckerhöhungsanlage zu den Verbrauchsstellen gefördert. Durch<br />

eine automatische Füllstandserfassung und Nachspeisung wird die Versorgung bei leerem Speicher durch die Einspeisung von<br />

Trinkwasser sichergestellt. Dabei erfolgt die Trinkwassernachspeisung bedarfsgerecht.<br />

Quelle: Graf<br />

8<br />

9<br />

Quelle: Graf<br />

7<br />

6<br />

5<br />

4<br />

3<br />

2<br />

1<br />

Durchschnittlicher Wasserverbrauch im Haushalt<br />

Gesamt ca. 150 L<br />

1 | Toilettenspülung: 46 L<br />

2 | Wäsche waschen: 17 L<br />

3 | Garten gießen: 11 L<br />

4 | Auto waschen, Putzen: 3 L<br />

Durch Regenwasser ersetzbar<br />

Nicht ersetzbares Trinkwasser<br />

Nicht zuzuordnen<br />

5 | Sonstiges: 8 L<br />

6 | Kochen/Trinken: 3 L<br />

7 | Körperpflege: 9 L<br />

8 | Geschirr spülen: 9 L<br />

9 | Baden/Duschen: 46 L<br />

Kunststofftanks können auch<br />

»von Hand« eingesetzt werden<br />

(ca. 4 starke Personen).<br />

Anzuschließende Fallrohre<br />

müssen mit ausreichendem<br />

Gefälle bis zum Speicher gelegt<br />

werden können.<br />

Der Kanalanschluss soll gut<br />

zugänglich sein.<br />

A | Entnahme<br />

B | Rückspülfeinfilter<br />

C | zentrale Systemsteuerung<br />

D | Überlauf<br />

E | Teleskop-Domschacht<br />

F | Filter intern<br />

G | Erdtank<br />

H | Beruhigter Einlauf<br />

A<br />

B<br />

C<br />

D<br />

E<br />

F<br />

H<br />

G<br />

Foto: Graf<br />

Sorgfältig geplante und installierte Regenwasseranlagen garantieren hygienisch und chemisch unbedenkliches Wasser:<br />

• farblos, klar und ohne Geruchsbelästigung<br />

• Härtegrad < 2 dH; d.h. sehr weich<br />

• im ph-neutralen Bereich (pH-Wert 6,2-8,7)<br />

• die für Brauchwasser geltenden EU-Richtlinien werden eingehalten<br />

• kein Nachweis von Erregern oder Infektionskrankheiten<br />

• 1000-fach niedrigere Keimbelastung als bei einem 1-2 Tage alten benutzten Küchentuch<br />

• es muss nicht aufbereitet werden<br />

• es bietet Schutz vor dem Verkalken der Waschmaschine<br />

• es ist ein optimales Medium für Pflanzen, um Mineralien aufzunehmen<br />

Wichtig ist die ausreichende<br />

Höhendifferenz zwischen Regenwasserzulauf<br />

und -ablauf in<br />

die Kanalisation. Hier können<br />

Regenwasserfilter mit einer<br />

steilen Siebfläche gewählt werden,<br />

die wartungsfreundlicher<br />

sind.<br />

Was kostet eine Regenwassernutzungsanlage?<br />

Regenwassernutzungsanlagen für private Haushalte werden von verschiedenen Anbietern angeboten. Dabei liegen die<br />

Kosten einer Regenwassernutzungsanlage für einen Vier-Personen-Haushalt bei etwa 3.500 Euro für Haus und Garten<br />

und ca. 2.000 Euro nur für den Garten.<br />

Welche Vorteile hat eine Regenwassernutzungsanlage?<br />

Sieht man sich den durchschnittlichen Wasserverbrauch und das mögliche Einsparpotential durch verantwortungsbewussten<br />

Umgang mit Wasser sowie Regenwassernutzung an, so ergeben sich hier nicht unerhebliche Einsparungen durch den<br />

reduzierten Trinkwasserverbrauch: Eine Person benötigt durchschnittlich 130 Liter Wasser am Tag. Durch wassersparende<br />

Maßnahmen lässt sich dieser Verbrauch auf etwa 100 Liter reduzieren. Durch den Einsatz von Regenwasser im Haus können<br />

bis zu 50 % Trinkwasser eingespart werden.<br />

38 | 39


Solartechnik | Spezial<br />

sammeln mit system<br />

Saubere Sache: Filter<br />

Zisternen<br />

Die Größe der Zisterne ist davon abhängig, in welchem Umfang das Regenwasser genutzt werden soll. Zisternen gibt es aus verschiedenen Kunststoffarten und aus Beton. Nach Aussagen von<br />

Experten gibt es hier kaum noch Qualitätsunterschiede. Lediglich das Gewicht der Betonzisterne kann für den Transport und den Einbau zum Problem werden und höhere Kosten verursachen.<br />

Grundsätzlich sollte das Regenwasser kühl und dunkel gelagert werden. Bei Neubauten ist es einfach, die Zisterne im Erdreich zu versenken, z. B. im Garten, unter der Garage, im Keller<br />

oder auf dem Dachboden. Bei einer nachträglichen Erdverlegung müssen die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt werden. Vor allem Selbstbauer sollten bedenken, dass hier eine größere<br />

Menge an Erde anfällt, die auch entsorgt werden muss. Bei der Aufstellung im Keller ist zu beachten, dass die Tanks durch die Tür passen und die Lagertemperatur nicht zu hoch ist.<br />

Hausnutzung (Personenzahl)<br />

Gartennutzung (Größe Garten)<br />

0 m 2 100 m 2 200 m 2 300 m 2 500 m 2 700 m 2<br />

0 2.700 Liter 2.700 Liter 2.700 Liter 2.700 Liter 3.750 Liter<br />

2 2.700 Liter 2.700 Liter 3.750 Liter 3.750 Liter 4.800 Liter 6.500 Liter<br />

4 4.800 Liter 4.800 Liter 6.500 Liter 6.500 Liter 7.500 Liter 7.500 Liter<br />

6 6.500 Liter 7.500 Liter 7.500 Liter 9.600 Liter 9.600 Liter 9.600 Liter<br />

8 9.600 Liter 9.600 Liter 9.600 Liter 13.000 Liter 13. 000 Liter 13.000 Liter<br />

Ermittlung der Tankgröße<br />

Die benötigte Tankgröße ist grundsätzlich von drei<br />

Faktoren abhängig: Örtliche Niederschlagsmenge,<br />

angeschlossene Auffangfläche und Regenwasser-<br />

Bedarf. Als Faustformel für die erste Abschätzung<br />

hat sich nebenstehende Tabelle bewährt.<br />

Was muss beim Einbau beachtet werden?<br />

Bei der Installation muss darauf geachtet werden, dass die<br />

Anlage entsprechend den gültigen Gesetzen und Vorschriften<br />

eingebaut wird. Deshalb sollte diese von einem Fachbetrieb<br />

installiert werden.<br />

Darüber hinaus sollten die folgenden<br />

Faktoren berücksichtigt werden:<br />

• Filtersystem zwischen Auffangfläche und<br />

Regenwasserspeicher<br />

• Sedimentation im Speicher durch beruhigten Zulauf<br />

• Schutz gegen Lichteinfall in den Regenwasserspeicher<br />

• Schutz des Regenwasserspeichers vor<br />

Kanalgasen und Rückfluss aus der Kanalisation<br />

• Schutz des Speicherüberlaufs gegen Ungeziefer<br />

• Regelmäßige Inspektion und Wartung der Anlage<br />

Wichtiger Bestandteil der Anlage ist der Filter, der das Dachablaufwasser vor dem Eintritt in den Speicher filtert. Der<br />

Feinfilter sollte grobe und kleine Partikel zuverlässig entfernen. Gleichzeitig sollte er jedoch auch wartungsarm sein –<br />

das Filtersystem darf sich nicht zusetzen, verkeimen oder veralgen. An vielen Filtern sammelt sich Schmutz an, dieser<br />

löst sich mit der Zeit auf und gelangt in den Speicher. Deshalb sind solche Filtersysteme ideal, die sich selbst reinigen wie<br />

beispielsweise Rohrfilter. Bei diesem Filtersystem wird der grobe Schmutz getrennt und direkt in den Kanal abgeleitet.<br />

Obwohl die am Markt gängigen Filter über feine Siebeinsätze verfügen, gelangen kleine Staubpartikel in den Regenwassertank.<br />

Diese legen sich am Tankboden als Sedimentschicht ab und verwandeln sich nach und nach in Mineralien.<br />

Die Sedimentschicht ist für die Wasserqualität von großer Bedeutung und sollte nicht durch Aufwirbelung oder häufiges<br />

Reinigen des Tanks zerstört werden. Daher sollte eine Reinigung nur alle 10 bis 15 Jahre durchgeführt werden. Auch<br />

Bedenken hinsichtlich der Hygiene des Regenwassers können ausgeräumt werden. Wissenschaftliche Studien haben<br />

ergeben, dass eine Regenwasser-Nutzungsanlage, die nach den neuesten Erkenntnissen ausgelegt ist, eine ausreichende<br />

Reinigung des Regenwassers gewährleistet.<br />

A | B |<br />

Foto: Graf<br />

Brauchwasserbereitung<br />

Die Brauchwasserbereitung erfolgt am besten durch einen<br />

seperaten Brauchwasserbereiter mit Anschluss an eine<br />

moderne Heizungsanlage mit passender Regelung. Ist<br />

dies (z. B. in Altbauten) nicht möglich, sollten bereits vorhandene<br />

Anschlüsse an die Gasversorgung zur Installation<br />

von Gasdurchlauferhitzern oder Gasetagenheizungen mit<br />

Brennwertnutzung verwendet werden. Unabhängig von<br />

der Wahl des Energieträgers ist darauf zu achten, dass<br />

• möglichst nur marktbeste Geräte mit guter<br />

Wärmedämmung eingesetzt werden.<br />

• die Brauchwassertemperatur möglichst gering<br />

eingestellt werden.<br />

• Untertischgeräte bei Abwesenheit ausgeschaltet werden.<br />

Was ist bei der Wartung zu beachten?<br />

1x im Jahr:<br />

• Funktion der Dachrinnen, der Fallleitungen<br />

und deren korrekter Anschluss an Rinne und Filter<br />

• Geruch und optische Beschaffenheit des Regenwassers<br />

im Speicher<br />

• Dichtheit des Speichers, seiner Anschlüsse<br />

und der Abdeckung<br />

• Funktion der Druckerhöhungsanlage<br />

sowie Zustand der Elektroinstallation<br />

• Zustand der Regenwasser-Verteilleitungen<br />

• Dichtheit und Sicherung der Entnahmestellen<br />

Alle 10-15 Jahre:<br />

• Reinigung der Speicherinnenflächen,<br />

ggf. Entnahme des Sedimentes<br />

C |<br />

Abbildungen: Graf<br />

A | Rückspülfeinfilter zur Feinfilterung des Regenwassers nach der Pumpe.<br />

Sinnvoll, wenn das Regenwasser für die Waschmaschine genutzt werden<br />

soll, denn die geringe Maschenweite des Feinfilters hält selbst feinste<br />

Schmutzpartikel zurück.<br />

B | Platzsparende, im Tank integrierte Filtertechnik mit Reinigungseinheit;<br />

mit extrem kräftigem Wasserstrahl zur Reinigung des Filtersiebes;<br />

anfallende Wartungsintervalle werden auf ein Minimum reduziert<br />

C | Durch ein patentiertes Filterprinzip ergibt sich ein optimaler Wirkungsgrad<br />

(> 95 %); extrem glatte Oberfläche, dadurch max. Selbstreinigung;<br />

optional mit Reinigungseinheit<br />

40 | 41


Solartechnik | Spezial<br />

Förderung & Finanzierung<br />

Regenwassernutzung<br />

Danke<br />

Mittlerweile wird der Einbau von Anlagen zur Regenwassernutzung von einigen<br />

Kommunen direkt oder indirekt, zum Teil auch finanziell, als Maßnahme zum<br />

aktiven Grundwasserschutz unterstützt. Entsprechende Auskünfte über die Fördermöglichkeiten<br />

vor Ort können bei Bau- und Umweltämtern der zuständigen<br />

Kommune erfragt werden.<br />

Impressum<br />

Herausgeber:<br />

EUROBAUSTOFF Handelsgesellschaft mbH & Co. KG<br />

Auf dem Hohenstein 2 · 61231 Bad Nauheim<br />

Tel: 0 60 32/80 5-0 · Fax: 0 60 32/8 05-265<br />

www.eurobaustoff.de<br />

Eine bundeseinheitliche Förderung für Regenwassernutzung gibt es nicht, wohl aber kann man in einigen Bundesländern<br />

öffentliche Zuschüsse beantragen. In Nordrhein-Westfalen gibt es für eine entsprechende Anlage bis zu 1.500 Euro vom<br />

Land dazu, in Bremen beträgt der Zuschuss bis zu einem Drittel der förderfähigen Kosten, maximal aber 2.000 Euro.<br />

Bayern, Hessen und das Saarland fördern kommunal sehr unterschiedlich. Ob und wie gefördert wird, erfährt man im<br />

Rathaus, bei der Kreisverwaltung oder beim zuständigen Wasserwerk.<br />

Unter www.foerderdata.de finden Sie eine Fördermittel-Datenbank mit über 3000 Förderungen der Städte, Landkreise,<br />

Gemeinden, Energieversorger, Bundesländer und des Bundes.<br />

Genehmigung /Beantragung<br />

Eine baurechtliche Genehmigung ist in der Regel nicht erforderlich. DIN 1986, DIN 1988 und DIN 2001 müssen beachtet<br />

werden. Die Trinkwasserverordnung (TrinkwV) § 17 (1) und die Allgemeinen Bedingungen für die Versorgung mit Wasser<br />

(AVBWasserV) § 3(2) schreiben folgendes vor:<br />

TrinkwV § 17 (1)<br />

Wasserversorgungsanlagen, aus denen Trinkwasser oder Wasser für Lebensmittelbetriebe mit der Beschaffenheit von Trinkwasser<br />

abgegeben wird, dürfen nicht mit Wasserversorgungsanlagen verbunden werden, aus denen Wasser abgegeben<br />

wird, das nicht die Beschafffenheit von Trinkwasser hat. Die Leitungen unterschiedlicher Versorgungssysteme sind, soweit<br />

sie nicht erdverlegt sind, farblich unterschiedlich zu kennzeichnen.<br />

AVBWasserV § 3(2)<br />

Vor der Errichtung einer Eigengewinnungsanlage hat der Kunde dem Wasserversorgungsunternehmen Mitteilung zu<br />

machen. Der Kunde hat durch geeignete Maßnahmen sicherzustellen, dass von seiner Eigenanlage keine Rückwirkungen<br />

in das öffentliche Wasserversorgungsnetz möglich ist.<br />

Foto: Roto<br />

Nur durch den steten fachlichen Beistand und die kooperative Zusammenarbeit mit<br />

unseren Markenherstellern können wir Ihnen die hochwertige Qualität jederzeit<br />

garantieren. Wir möchten uns hiermit bei den Herstellern für die gute Zusammenarbeit<br />

bedanken, die diese Spezial-Ausgabe erst möglich gemacht hat.<br />

Projektleitung:<br />

EUROBAUSTOFF, Bereich Marketing/Werbung,<br />

Fachbereich Dach & Fassade<br />

Konzeption:<br />

FULLHAUS Marketing & Werbung<br />

Hans-Watzlik-Straße 1 · 93073 Neutraubling<br />

www.fullhaus.de<br />

Garantie- und Haftungsausschluss:<br />

Die in dieser Spezial-Ausgabe gezeigten Anwendungsbeispiele<br />

und Tipps sind Richtlinien, die auf üblichen Handwerkstechniken<br />

beruhen. Alle Angaben, auch produktbezogene<br />

Informationen, basieren auf Vorgaben der Hersteller. Der<br />

Katalogverfasser und seine an diesem Projekt beteiligten<br />

Subunternehmer schließen jegliche Gewährleistung für die<br />

im Katalog gemachten Angaben aus. Für die Verwendbarkeit<br />

von Produkten zu bestimmten Zwecken sowie für das Entstehen<br />

von Schäden oder das Auftreten von Mängeln durch<br />

die hier gemachten Angaben und Tipps wird ebenfalls keine<br />

Gewährleistung übernommen. Irrtümer, Druckfehler und<br />

technische Änderungen – soweit sie dem Fortschritt<br />

dienen – vorbehalten. Fotos und Abbildungen sind nicht<br />

farbverbindlich. Für Druck- und Bildfehler keine Haftung.<br />

EUROBAUSTOFF bedankt sich bei allen Firmen, die zum<br />

Gelingen dieser Spezial-Ausgabe, insbesonders durch zur<br />

Verfügungstellung von Text- und Bildmaterial unterstützend<br />

beigetragen haben.<br />

Erfüllungsort und Gerichtsstand: Friedberg/Hessen<br />

Ausgabe 2008<br />

42 | 43


Sie haben noch Fragen zu Solartechnik?<br />

Gerne beraten wir Sie in allen wesentlichen Punkten und helfen Ihnen bei der Dimensionierung Ihrer zukünftigen<br />

Solar- bzw. Photovoltaikanlage: Wir ermitteln für Sie die notwendige Kollektorfläche und berechnen das geeignete<br />

Speichervolumen für Ihren Haushalt. Dadurch wissen Sie, wie viel Schadstoffemission mit einer neuen Solaranlage<br />

vermieden werden und welchen Anteil Ihres Energieverbrauchs die Sonne decken kann. Darüber hinaus erfahren<br />

Sie bei uns alles Wissenswerte über Finanzierungsmöglichkeiten, Förderanträge und gesetzliche Grundlagen, um<br />

die Wirtschaftlichkeit der Anlage mit gutem Gewissen für Umwelt und Geldbeutel zu nutzen.<br />

Kommen Sie vorbei – wir informieren Sie gerne!<br />

Foto: Roto

Hurra! Ihre Datei wurde hochgeladen und ist bereit für die Veröffentlichung.

Erfolgreich gespeichert!

Leider ist etwas schief gelaufen!