– Solarthermie Dr. Karl Molter 1 Solarthermie – Dr. Karl Molter 1. Einführung: Umwelt – Energie – Wirtschaft 2. Solares Strahlunsgangebot 3. Solarthermische Systeme: NT – HT 4. Praxisbeispiel: NT-System mit T*SOL

– Solarthermie Dr. Karl Molter 2 3a Solarthermie NT-Systeme

– Solarthermie Dr. Karl Molter 3 Technische Nutzungsmöglichkeiten

– Solarthermie Dr. Karl Molter 4 NT - Kollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 5 Bilanzgleichung

– Solarthermie Dr. Karl Molter 6 Bilanzgleichung Reflexionsverluste: Konvektions- und Strahlungsverluste: Bilanzgleichung:

– Solarthermie Dr. Karl Molter 7 Bilanzgleichung für opaken Absorber gilt:: Bilanzgleichung:

– Solarthermie Dr. Karl Molter 8 Wirkungsgrad mitgilt:

– Solarthermie Dr. Karl Molter 9 NT - Flachkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 10 Wirkungsgrad Näherung für höhere Temperaturen

– Solarthermie Dr. Karl Molter 11 Vakuumkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 12 Wärmeträger und Wärmetransport Luft: Wasser: spezifische Wärme:

– Solarthermie Dr. Karl Molter 13 Volumenströme

– Solarthermie Dr. Karl Molter 14 Leitungsführung und Hydraulik Tichelmann-System: identische Leitungslänge für jeden Kollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 15 Hydraulik: Leitungsquerschnitt Bereich “laminarer” Strömung wird durch die Reynolds-Zahl beschrieben: v: Strömungsgeschwindigkeit (m/s) d: Rohrdurchmesser (m)  : Dichte des Wärmeträgers (kg/m³) (Wasser: ca. 1000kg/m³)  : dynamische Viskosität (kg/m s) (Wasser: ca. 0,00089 kg/m s) Massenstrom (kg/s): V = v   d² d > V / (   2300)

– Solarthermie Dr. Karl Molter 16 Röhrenabsorber ca. 100 €/m²

– Solarthermie Dr. Karl Molter 17 Flachkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 18 Flachkollektor ca €/m²

– Solarthermie Dr. Karl Molter 19 Vakuumröhrenkollektor Heat-Pipe

– Solarthermie Dr. Karl Molter 20 Vakuumröhrenkollektor ca €/m²

– Solarthermie Dr. Karl Molter 21 Beschichtungen

– Solarthermie Dr. Karl Molter 22 Beschichtungen Gebräuchlichste Beschichtung auf Titan Basis (z.B. TiNOX): Absorption ca. 95% Emission ca. 3 – 5% temperaturbeständig und berührungsunempfindlich Wird aufgedampft (statt Galvanisierung): umweltfreundlich

– Solarthermie Dr. Karl Molter 23 Kollektorvarianten Vakuumflachkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 24 Kollektorvarianten Speicherkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 25 Kollektorvarianten Luftkollektor

– Solarthermie Dr. Karl Molter 26 Schwerkraftanlage, drucklos

– Solarthermie Dr. Karl Molter 27 Anlage mit Zwangsumlauf ggf. Nachheizung!

– Solarthermie Dr. Karl Molter 28 Planung einer Kollektoranlage

– Solarthermie Dr. Karl Molter 29 Wirkungsgradkennlinie eines Flachkollektors

– Solarthermie Dr. Karl Molter 30 Ausrichtung des Kollektors

– Solarthermie Dr. Karl Molter 31 Dimensionierung Faustregeln

– Solarthermie Dr. Karl Molter 32 Beispiel: Dimensionierung einer Anlage zur Brauchwassererwärmung eines vier-Personenhaushalts Verbrauch: 50 l Warmwasser pro Person und Tag

– Solarthermie Dr. Karl Molter 33 Globalstrahlung Standort Deutschland

– Solarthermie Dr. Karl Molter 34 Beispiel mittlere Solarstrahlung:5 kWh/m² d (8 Stunden lang 625 W/m² Deckungsrate: 100% (im Sommer) mittlere Temperaturdifferenz  T = 20°C  = 0,82 – 3,5x20/625 = 0,71 Speicher-und Leitungsverluste:10%  A = 0,64

– Solarthermie Dr. Karl Molter 35 Beispiel Wärmeenergie:QN = 0,64 x 5 = 3,19 kWh/d m² Benötigte EnergieQ W = c w x  T x V w = 1,17 x 40 x 200 = 9,36 kWh/d Benötigte Kollektorfläche:A k = 9,36 / 3,19 = 2,93 m² 1 Tag Reserve:Kollektorfläche ca. 6 m² Speichergrösse ca. 400 l Jahresdeckungsgrad:ca 60% Jahresertrag:ca kWh Ersparnis: ca. 200 l Heizöl/a (z.Zt. ca. 150 € /Jahr) Preis:ab ca. € 4.000,- Amortisation> 25 Jahre

– Solarthermie Dr. Karl Molter 36 Raumheizung

– Solarthermie Dr. Karl Molter 37 Anlagenkonzept

– Solarthermie Dr. Karl Molter 38 Solares Nahwärmesystem

– Solarthermie Dr. Karl Molter 39 Link