Bei einer Schwerkraftanlage liegt der Wärmetauscher höher als die Solar-kollektoren. Das von der Sonne erwärmte Wasser (leichter) steigt in den Leitungen nach oben, in den Wärmetauscher. Im Wärmetauscher wird es abgekühlt (schwerer) und fließt durch die Leitungen wieder zurück in den Solarkollektor um dort wieder erwärmt zu werden.

Umso größer der Temperaturunterschied des Wärmeträgers zwischen Eingang und Ausgang des Behälters ist, also umso mehr Wärmeenergie ausgetauscht wird, desto schneller kann der den Wärmeträger durch Kollektor und Behälter zirkulieren.

Mit einer Pumpe, deren Drehzahl sich automatisch an die Temperaturdifferenz anpasst, kann man die Zirkulation steuern. Im einfachen Fall wird diese Pumpe mit Strom aus dem Hausnetz versorgt.

Die Pumpe wird von Solarzellen mit Strom versorgt. Der Vorteil ist, dass die Anlage unabhängig vom Netzstrom betrieben werden kann. Der Nachteil sind die höheren Anschaffungskosten, da zusätzlich Solarzellen angeschafft werden müssen.

Der Wärmeträger ist ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Das Frostschutzmittel muss im Wärmeträger vorhanden sein, damit die Flüssigkeit bei niedrigen Temperaturen nicht gefriert. Das Frostschutzmittel setzt sich zum Beispiel aus 25% 1,2 Propylenglykol und 5% Inhibitoren zusammen. Die empfohlene Dosierung ist, Konzentrat 40% Wasser 60%. Dadurch erhält der Wärmeträger einen Frostschutz, der ihn bis -27°C flüssig hält.

Zu beachten sind:

• Anzahl der Personen im Haushalt
• Durchschnittlicher Wasserverbrauch
• Ausrichtung des Hauses (Optimal: 10° Süd-West, Neigungswinkel des Daches 30°-45°)

Eine Ausrichtung der Kollektoren in Sonnenrichtung ist für eine optimale Wirkung erforderlich. Der Einfallwinkel der Sonnenstrahlen ändert sich aber im Laufes eines Tages. Dazu variiert der Sonnenstand zwischen Sommer und Winter noch um 47°.

Schattenfaktoren

Wenn mit Heizungsunterstützung: Fläche, die beheizt werden soll.

Die allgemeine Formel lautet:

Kollektorfläche = Personen * Wasserverbrauchfaktor * Flächenkorrektur * Abstand * Standort

Die Faktoren setzen sich wie folgt zusammen

Wasserverbrauchsfaktor:

Flächenkorrektur:

Abstand:

Standort:

[wärmekarte deutschland]

Flachkollektoren sind billiger als Vakuumröhrenkollektoren, jedoch ermöglichen sie nur eine maximale Energieaufnahme, bei einer exakten Südausrichtung und dem optimalen Neigungswinkel.

Bei Vakuumröhren kann man die Maximale Energieaufnahme auch erreichen, indem man die Röhren dreht. Jedoch verbrauchen Vakuumröhrenkollektoren mehr Dachfläche als Flachkollektoren bei der entsprechend selben Kollektorfläche.

Grundsätzlich ist es so, das man am besten möglichst viel Kollektorfläche in Reihe zu schalten, werden jedoch größere Kollektorflächen benötigt ist es sinnvoller, mehrere parallele Kollektorstränge mit gleicher Fläche zu bilden.

Compound Parabolic Concentrator(CPC) - zusammengesetzter parabolischer Verdichter

CPC-Spiegel sind halbkreisförmige Reflektoren, die die Sonnenstrahlung auf dem Absorber konzentrieren und dadurch die Energieaufnahme weiter maximieren.

Bei den Vakuumröhrenkollektoren unterscheidet man zwischen Nassanbindung und Trockenanbindung.

Bei einer Nassanbindung werden die Röhren direkt mit der Solarflüssigkeit durchströmt, bei einer Trockenanbindung verdampft diese, erwärmt durch die Absorber, und gibt im Kondensator ihre Wärme an den Solarkreislauf ab.

Der Vorteil dabei ist: Man kann die Röhren auch einzeln austauschen, ohne dass der ganze Solarkreislauf stillgelegt werden muss, jedoch können die Kollektoren bei einer Trockenanbindung nicht waagerecht montiert werden.

Strömungssysteme: High-flow und Low-flow

In Low-Flow-Systemen (low flow [engl.] = niedriger Durchfluss) zirkuliert weniger als 25 Liter Wärmeträger (Solarflüssigkeit) pro m² Kollektorfläche, In High-Flow-Systemen (high-flow [engl.] = hoher Durchfluss) dagegen 50 bis 60 Liter pro m² Kollektorfläche.

Durch das Low-Flow-System kann ein höherer Temperaturunterschied zwischen Kollektor und Solarspeicher erreicht werden. Der niedrigere Durchfluss führt dazu, dass die Solarflüssigkeit länger in den Kollektoren bleibt, wodurch eine höhere Temperatur erreicht wird oder eine Verringerung der Gesamtmenge der Solarflüssigkeit, welches die Reaktionsgeschwindigkeit (die Zeit, in der das Wasser auf die richtige Temperatur gebracht wird) des gesamten Systems erhöht, da weniger Solarflüssigkeit auf Arbeitstemperatur gebracht werden muss.

Der jeweilige Effekt hängt von der Konstruktion der Anlage ab.

Als Low-Flow-System können nahezu alle, dem heutigen technischen Standard entsprechenden thermischen Solaranlagen betrieben werden.

Es gibt 4 Möglichkeiten der Montage der Kollektoren:

Es gibt unterschiedliche arten von Solarwärmekraftwerken.

Solarturmkraftwerke, Parabolrinnenkraftwerke, Fallwindkraftwerke, Paraboloidkraftwerke und Solarteichkraftwerke.

Das Prinzip eines Fallwindkraftwerkes besteht darin, durch Sonnenstrahlung Luft zu erhitzen, die dann durch Besprühen mit Wasser herabgekühlt wird, und nach unten Sinkt. Dieser künstlich erzeugte Luftstrom treibt eine Turbine an, mit der Strom erzeugt wird.

Ein Fallwindkraftwerk benötigt nicht unbedingt Sonnenkollektoren. Ein hoher Kamin, in den Wasser eingesprüht wird, reicht, um durch Abkühlen der Luft um ca. 12 Grad Celsius einen genügend starken Luftstrom zu erzeugen, um eine Turbine anzutreiben.

Dieser Kraftwerktyp funktioniert auch nachts, da er nicht direkt von der Sonnen-strahlung abhängig ist.

Türme mit einer Höhe von ca. 1200 Metern und einem Durchmesser von 400 Metern sollen eine Nettoleistung von ca. 600 MW leisten können. Diese Kraft-werke sind allerdings nur während 2/3 des Jahres zu gebrauchen.

Bei Solarteichkraftwerken bilden flache Salzseen eine Mischung als Solarkollek-toren und Wärmespeicher. Durch das salzhaltigere Wasser unten, wird die Sonnenstrahlung absorbiert und in den unteren Wasserschichten als Wärme gespeichert.

Da das Wasser am Grund maximal 90 Grad Celsius erreicht, muss mit anderen Stoffen gearbeitet werden, die bei diesen Temperaturen gasförmig sind. Als Arbeitsmedium wird häufig Ammoniakdampf genutzt.

Eine typische Dimensionierung einer Solaranlage zur Brauchwassererwärmung für einen 4-Personen-Haushalt liegt bei etwa 5 m² Flachkollektoren mit einem 300 Liter-Speicher. Hierbei lassen sich etwa 50% - 60% am jährlichen Energie-verbrauch durch Warmwasser einsparen. Die Investitionskosten schwanken beim Einsatz von Flachkollektoren zwischen 4.000 und 6.000 Euro (inkl. Montage).

Um mit der Solarthermie-Anlage die Raumheizung zu unterstützen, müssen für ein Einfamilienhaus ca. 10-18 m² Kollektoren mit 70 bis 100 Litern-Speichervolumen je m² Kollektorfläche eingeplant werden. Hierbei lassen sich Energieeinsparungen von bis zu 25 % erreichen. Die Preise für Kombianlagen zur Heizungsunterstützung liegen bei einer Größenordnung von etwa 8.000 bis 12.000 Euro (inkl. Montage).

Das Bundesministerium für Umwelt zielt mit der Forschungsförderung im Bereich der Niedertemperatur-Solarthermie darauf ab, den Anteil der Solarthermie an der Wärme- und Kälteerzeugung deutlich zu erhöhen. Die Solarthermie soll zuneh-mend die fossilen Brennstoffe ersetzen und damit zur CO2-Minderung beitragen. Im April 2006 haben Vertreter des BMU und der Solarthermiebranche einen Projektplan entwickelt. Diese sieht eine Verzehnfachung der installierten thermischen Solarleistung bis 2020 vor.

Um dies zu erreichen, müssen,

• erstens die solaren Nutzwärmekosten weiter gesenkt werden. Das geschieht etwa durch die Entwicklung langlebigerer Anlagen mit höheren Wirkungsgraden, durch optimierte Herstellungsverfahren und durch die Entwicklung von Systemen mit effizienten Wärmespeichern.
• zweitens müssen neue Anwendungsgebiete - wie solares Heizen und Kühlen oder solare Prozesswärme erschlossen werden.
• drittens sollen die solaren Deckungsanteile in allen Anwendungsbereichen zu gesteigert werden. Entscheidend sind hier leistungsfähige und kostengünstige Speichersysteme.

Die Schwerpunkte der Forschungsförderung zur Niedertemperatur-Solarthermie sind in der aktuellen Förderbekanntmachung des BMU vom September 2006 dargestellt. Dieses beruht unter anderem auf dem im Februar 2004 veröffentlich-ten Programm “Solarthermie 2000 plus“.

Das Ziel der Bundesregierung ist, in den nächsten Jahren den Anteil an regene-rativen Energien auszubauen. Vor diesem Hintergrund fördert das Bundesminis-terium für Umwelt im Rahmen des 5. Energieforschungsprogramms der Bundes-regierung Forschungs- und Entwicklungsmaßnahmen in den Bereichen Photovol-taik, Windkraftnutzung, Niedertemperatur-Solarthermie, der tiefen Geothermie, Wasserkraft, Meeresenergie und der solarthermischen Stromerzeugung. Wichtiges Element der Klimaschutz- und Energiepolitik der Bundesregierung ist der ökologisch und ökonomisch vernünftige Ausbau der erneuerbaren Energien.

Solarthermie 2000 plus ist ein Förderprogramm, der Bundesregierung, welches langfristig angelegte Forschungsaktivitäten zur thermischen Nutzung der Sonnenenergie im Niedertemperaturbereich mit neuen Schwerpunkten fortführt.

Thermische Solaranlage SH 960 AR plus

ANGEBOT über die preisgünstige, thermische Solaranlage SH 960 AR plus

zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung von Wagner & Co. bestehend aus: zzgl. MWSt.

Gründer der Desertec Initiative ist der 72 Jährige Rentner Gerhard Kniess. Er ist zwar bereits Rentner aber arbeitet immer noch sehr hart für sein Projekt. [2]

Siemens hat sich durch den Kauf von 100 Prozent der Solel-Aktien ( ein großer israelischer Hersteller von Solar-Anlagen www.solel.com ), zum Preis von 418 Mio. USD, zu einem der größten Investoren für Desertec entpuppt.[3]

Zwölf Unternehmen haben sich am 13.07.2009 in München getroffen und die Gründung einer DESERTEC Industrial Initiative Planungsgesellschaft (DII) unterzeichnet. Ihr Ziel ist es die Rahmenbedingungen für ein solches Projekt zu Analysieren und die Erarbeitung konkreter Geschäftspläne sowie darauf aufbauender Finanzierungskonzepte. Folgende Unternehmen haben unterzeichnet:

• ABB
• ABENGOA Solar
• Cevital
• Deutsche Bank
• E.ON
• HSH Nordbank
• MAN Solar Millennium
• Münchener Rück
• M+W Zander
• RWE
• SCHOTT Solar
• SIEMENS

 Weitere Unternehmen sind noch nicht bekannt. [4]

• www.rankweil.at/zwischenwasser/documents/2005/zwischenwasser20050706000024.pdf
• www.ufesolar.de/fileadmin/doc/preisliste.pdf
• www.solaranlagen-portal.de/solarthermie/technik/systemvarianten-solarthermie/solar-system.htm
• www.solarthermie2000plus.de
• de.wikipedia.org/wiki/Solarthermie
• www.solarserver.de/lexikon/solarturmkraftwerk.html
• www.solarserver.de/lexikon/parabolrinnenkraftwerk.html
• www.schlauweb.de/Sonnenw%C3%A4rmekraftwerk
• www.iwr.de/solar/erricht/solarthermie.html
• www.bmu.de/erneuerbare/energien/doc/36054.php
• Wagner & Co, Zimmermannstraße 12, 35091 Cölbe, Tel: 06421/8007-0, Fax -22, www.wagner-solar.com
• www.waerme-mit-zukunft.de
• www.zukunft-haus.info/de.html