Solarthermie Leistungsangaben

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Welche reale Leistung bringt die Solarthermie-Anlage

Solarthermie Leistung
Solarthermie Leistung © Ehrenberg Bilder,fotolia.com

Eine solarthermische Anlage mit Topleistungen muss nicht automatisch wirtschaftlich arbeiten. Viele Ertragsangaben lesen sich zwar auf dem Papier wunderbar, in der Realität werden sie aber gar nicht erst erreicht. Doch wie errechnet sich nun die Wirtschaftlichkeit einer solarthermischen Anlage und welche Größen sind tatsächlich aussagekräftig?

Wichtige Berechnungsaspekte

Zu den wichtigen Einflussgrößen auf die Wirtschaftlichkeit einer solarthermischen Anlage zählt zum einen die korrekte Dimensionierung und zum anderen die Investitionskosten sowie eingesparte Menge konventioneller Energie. Um die Wirtschaftlichkeit berechnen zu können, sind gewisse Parameter nötig.

  • Investitionskosten (eventuell Fördermittel)
  • laufende Betriebskosten
  • Wärmeertrag
  • Zinssatz

Durch den Betrieb einer solarthermischen Anlage steigt der Wert des Gebäudes. Auch die Umweltentlastung und ein gewisser Grad der Unabhängigkeit sprechen für eine solarthermische Anlage. Ob sich die Anschaffung einer solchen Anlage wirtschaftlich rechnet oder nicht ist ganz wesentlich von der Entwicklung der Energiepreise in den kommenden Jahrzehnten, sowie der Effizienz der gewählten Kollektoren bzw. des gesamten Systems abhängig. Größen wie der solare Deckungsanteil oder der spezifische Kollektorertrag geben an, wie effizient die Anlage arbeitet.

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Effizienz von Solarthermieanlagen berechnen

Der Ertrag einer solarthermischen Anlage hängt stark von der Art, Größe, Neigung und Ausrichtung der Kollektoren ab. Ebenso wichtig ist aber auch deren Qualität und Leistungsfähigkeit und, sofern die solarthermische Anlage auch zur Heizungsunterstützung herangezogen werden soll, der Wärmeschutz des Gebäudes und Zustand der vorhandenen Heizungsanlage. Für die Leistungsfähigkeit einer solarthermischen Anlage – ein Parameter für die Wirtschaftlichkeitsberechnung, sind dabei bestimmte Angaben von besonderem Interesse.

Etwa der solare Deckungsanteil und der Kollektorertrag. Die Anlage aber nur nach der solaren Deckung auszulegen und auf eine hohe Leistung und damit Wirtschaftlichkeit zu hoffen, wäre allerdings nicht zuende gedacht. Zwar spart eine höhere solare Deckung mehr konventionelle Energie ein, aber je höher der solare Deckungsanteil, desto niedriger ist auch der spezifische Kollektorertrag, da im Sommer nicht nutzbare Energieüberschüsse entstehen. Die Auslegung einer solarthermischen Anlage ist also immer ein Kompromiss aus vielen unterschiedlichen Faktoren wie

  • den Gegebenheiten (Dachfläche, vorhandenes Heizungssystem, Wohnfläche, etc.)
  • den wirtschaftlichen Aspekten (Investitionskosten, Einsparpotenzial)
  • den ökologischen Gesichtspunkten (Umwelt- und Ressourcenschutz)
  • dem Kundenwunsch (Unabhängigkeit)

Prognostizieren lässt sich die Wirtschaftlichkeit einer thermischen Solaranlage nur mit einer Ertragssimulation, bei der sich die unterschiedlichen Parameter auf die konkreten Rahmenbedingungen anpassen lassen.

Welche Berechnungskomponenten sind wichtig

Eine wesentliche Kenngröße jeder solarthermischen Anlage ist der solare Deckungsanteil. Er zeigt an, welcher Prozentsatz am Gesamtenergieverbrauch durch die Solaranlage abgedeckt wird, also auch, wie viel konventionelle Energie durch den Betrieb der solarthermischen Anlage eingespart werden kann.

Solarthermie Deckungsgrad Warmwasser
solarer Deckungsanteil über die Monate © DGS

Über den solaren Deckungsanteil und damit auch über die korrekte Dimensionierung der gesamten Anlage entscheidet dabei aber nicht zuletzt die Kollektorfläche. Multipliziert mit dem spezifischen Kollektorertrag ergibt sich der Kollektorertrag, den die Anlage im Jahr erbringt.

Die Kollektorleistung ist abhängig vom Kollektorwirkungsgrad. Dieser ist keine konstante Größe, sondern variiert je nach Einstrahlungsbedingungen und Übertemperatur des Absorbers gegenüber der Umgebungsluft, also dem Betriebszustand, in dem sich die Solaranlage jeweils befindet.

Der optische Wirkungsgrad (Konversionsfaktor) ist der maximale Wirkungsgrad eines Kollektors (durchschnittlich 70 bis 85 Prozent). Der lineare und quadratische Wärmeverlustkoeffizient beschreibt die thermischen Verluste des Kollektors. Während der optische Wirkungsgrad den Startpunkt festlegt, bestimmen die Wärmeverlustkoeffizienten den Verlauf der Kollektorkennlinie und sind Faktoren, die eine gute Aussage über die Leistungsfähigkeit des Kollektors zulassen. Diese Kennwerte sind in den Produktunterlagen der Hersteller angegeben.

Vor dem Kauf einer solarthermischen Anlage sollten diese Kollektor-Kennwerte miteinander verglichen werden.

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