Leistung und Energiesparpotenzial einer Solarthermie-Anlage
Wie beurteile ich die Leistung einer Solarthermie-Anlage?
Das Wichtigste vorweg: Mit einer Solarthermie-Anlage zur Warmwasseraufbereitung lassen sich im jährlichen Durchschnitt rund 50 bis 65 Prozent der Energiekosten einsparen. Kombi-Anlagen, die zusätzlich zur Heizungsunterstützung verwendet werden, verringern den Jahresbedarf an Heizenergie außerdem um etwa 20 bis 30 Prozent. Wie hoch die Einsparung konkret ist, hängt vor allem von der Leistung der Anlage sowie den aktuellen Marktpreisen für Öl und Gas ab.
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Wer es genauer wissen will, sollte sich nicht von Begriffen wie Deckungs-, Wirkungs- und Nutzungsgrad verwirren lassen. Sie tauchen immer wieder in Fachartikeln und Solarthermie-Anlagenbeschreibungen auf und sagen Folgendes aus:
Deckungsgrad: Der solare Deckungsgrad gibt an, welcher Anteil des Gesamtenergiebedarfs durch die Solarthermie-Anlage zur Verfügung gestellt, also abgedeckt, werden kann. Die Zahlen sind lediglich Richtwerte, da der tatsächliche Deckungsgrad (oftmals auch als Deckungsrate bezeichnet) von vielen Faktoren abhängt. Dazu zählen unter anderem Größe und Qualität der Kollektoren, die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung sowie die Beschaffenheit des Speichers und der Verbrauch der Hausbewohner.
Bei Anlagen zur Warmwasserunterstützung werden in der Regel Werte zwischen 40 und 60 Prozent erreicht. Auch bei Kombi-Anlagen mit zusätzlicher Heizungsunterstützung wird von einem solaren Deckungsgrad gesprochen, doch hat der Wert hier wenig Aussagekraft. Der Grund: zu vielfältig sind die zu berücksichtigenden individuellen Gegebenheiten, etwa bei der Dämmung des Gebäudes.
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Wirkungsgrad: Der Wirkungsgrad gibt das Verhältnis zwischen nutzbarer und eingesetzter Energie an. Je mehr von der eingesetzten Energie genutzt werden kann, desto besser. Daher sollte ein möglichst hoher Wert angestrebt werden. Ein bisschen Schwund ist jedoch immer, sei es durch Leitungsverlust oder die Wärmeabgabe an die Umgebungsluft. Solarthermie-Anlagen erreichen mittlerweile einen Wirkungsgrad von rund 50 Prozent. Das heißt, dass sie etwa die Hälfte der einstrahlenden Energie in nutzbare Wärme umwandeln können.
Die Kennziffer des Wirkungsgrads kann sich auf gesamte Anlagen, aber auch auf einzelne Komponenten beziehen. Daher ist es wichtig, sich genau darüber zu informieren, welche Werte welcher Bauteile oder Komponenten miteinander in Bezug gesetzt worden sind, um den Wirkungsgrad zu errechnen. Oftmals ist in der Fachliteratur vom Systemwirkungsgrad die Rede, wenn die komplette Anlage mitsamt allen Einzelteilen gemeint ist. Darüber hinaus ist der Zeitpunkt der Messung wichtig. Ähnlich wie der Deckungsgrad ist der Wirkungsgrad in hohem Maße von der Sonneneinstrahlung und weiteren variablen Werten abhängig.
Nutzungsgrad: Mit dem solaren Nutzungsgrad wird angegeben, wie effizient die Solarthermie-Anlage die zur Verfügung stehende Energie nutzt. Er wird als Verhältnis zwischen Nutzen und dafür benötigtem Aufwand errechnet. Die sogenannte Nutzenergie, die mithilfe der Solaranlage eingespart wird, wird dabei der eingestrahlten Sonnenenergie gegenübergestellt. Entscheidend bei dieser Kennzahl ist nicht der Zeitpunkt, sondern der zugrunde gelegte Zeitraum, da hier beispielsweise auch Stillstandsphasen mit berücksichtigt werden. Meist wird der Zeitraum wegen der besseren Übersichtlichkeit und Vergleichbarkeit auf ein Jahr festgelegt. In diesem Fall spricht man auch vom Jahresnutzungsgrad. Je höher der Nutzungsgrad, desto besser.
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Leistungsschwankungen
Wie bei allen Energiequellen, die von natürlichen Gezeiten und Gegebenheiten abhängig sind, ist auch die Effizienz von Solarthermie-Anlagen nicht exakt zu beziffern. Die Leistung der Anlagen schwankt dabei nicht nur von Woche zu Woche, sondern sehr viel extremer auch von Jahreszeit zu Jahreszeit. Während sie im Sommer als alleinige Energiequelle zur Warmwasseraufbereitung dienen kann, fällt der Deckungsgrad im Winter auf stark unterdurchschnittliche Werte.
Kurzfristige Schwankungen während eines überschaubaren Zeitraumes von einigen Wochen oder auch Monaten können mithilfe eines optimal dimensionierten Speichers aufgefangen werden. Dieser sorgt für warmes Wasser im Haus, auch wenn sich die Sonne vorübergehend einmal nicht blicken lässt. Bei Kombi-Anlagen, die zusätzlich die Heizungsanlage unterstützen, sieht die Angelegenheit ein wenig anders aus: Geheizt wird in der Regel im Winter, obwohl die Sonne gerade in dieser Jahreszeit selten voller Kraft strahlt. Dies ist ein Grund, warum die Energieeinsparung bei diesen Anlagen geringer ausfällt als bei Systemen, die nur für die Erwärmung von Brauchwasser verwendet werden.
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