Fragen und AntwortenKategorie: ALTERNATIVE EnergienMeine Überlegungen zu Solarkollektoren
Sailor antwortete vor 5 Jahren

Hallo zusammen,

als stolzer Besitzer einer "heizungsunterstützenden thermischen Solaranlage" an meinem P21 kochen bei mir immer wieder Fragen auf wie "lohnen sich teurere Kollektoren", "lohnen sich Vakuumröhren Kollektoren (VRKs)", "hätten Flachkollektoren nicht auch gereicht", usw.

Angeregt von dieser Seite "Vergleich Solarkollektoren" habe ich mir auf Basis der allgemein zugänglichen (und vermutlich vertrauenswürdigen) Solar Key Parameter mehrere Grafiken erstellt die zumindest bei mir einige "Ahas" auslösten.

Auf obiger Seiten können die Kennlinien beliebiger Solarkollektoren hinsichtlich ihrer Wirkungsgrade bei unterschiedlichen Bestrahlungsstärken verglichen werden, was schon mal an sich eine feine Sache ist. Ich habe so mehrere Kollektoren verglichen, habe aber den Eindruck dass (wen wundert es) die Kollektoren in der Auswahl fehlen die sich so im mittleren Preis- und Leistungssegment tummeln.

Ich habe mir für meinen eigenen Vergleich vier Kollektoren ausgesucht, je zwei VRKs und FKs (Flachkollektoren), je einer davon ein "High-End" und ein "Midrange" Produkt. Alle vier haben eine Aperturfläche gleicher Größenordnung so im Bereich 2,4 bis 2,8 m2 pro Modul, liegen aber in der Preisspanne laut Internet zwischen 400-1400 Euro pro Modul.

Der WT-B58 ist quasi ein "Wald- und Wiesen"-VRK. Der CPC-VRK besitzt wie der Name sagt einen zusätzlichen Spiegel um diffuse Strahlung zu sammeln sowie die Strahlung die zwischen den Röhren durchgeht und somit das Dach nicht aber die Röhre wärmt. Die beiden FKs unterscheiden sich hauptsächlich im Preis (ca. Faktor 2), weniger in der Bauweise, soweit ich das beurteilen kann.

Als Bestrahlungsstärke habe ich 400W/m2 gewählt, das ist ein repräsentativer Mittelwert in Deutschland (mehr dazu hier).

Diese Grafik zeigt die Ausgangsleistung der Module in Abhängigkeit der Differenz Kollektor- / Umgebungstemperatur. Wie auf der oben genannten Seite sind die Bereiche mit Tk-Tu 20-60 bzw. 40-80K interessant, je nachdem man Brauchwasser- oder Heizungsunterstützung wünscht.

Wie vmlt. erwartet, da vergleichbare Aperturfläche, haben die Module bei Tk-Tu=0K etwa die gleich Ausgangsleistung. Die FKs fallen dann schnell ab, die VRKs flacher. Interessant m.E. der relativ deutliche Unterschied zwischen den beiden VRKs die ich mir aufgrund der Bauweise nicht erklären kann (doch ein Qualitätsunterschied???).

Diese Grafik zeigt die Ausgangsleistung relativ zur Bruttofläche des Modul, also die "Leistungsdichte" des Kollektors. Interessant hier m.E. dass der Spiegel-VRK hier die beiden FKs im interessanten Bereich dT 20-80K deutlich abhängt. Noch überraschender vielleicht dass der "normale" VRK ohne Spiegel im Mittel mit den FKs gut mithält.

Das letzte Bild zeigt die Ausgangsleistung pro Euro an, soll also aufzeigen welcher Kollektor am günstigsten Energie produziert.

Interessant für meine Begriffe der günstigere der beiden FKs, der bis zu einem dT von 60K die Nase deutlich vorn hat. Wer also preisgünstig warmes Wasser fürs Brauchwasser haben will wird hier aufhorchen. Darüber, also primär für Heizungsunterstützung, hängt der obwohl in der Anschaffung deutlich teurere CPC VRK den Standard-VRK hinsichtlich Preis-Leistung ab (als Besitzer von WT-58 sehr zu meinem Ärger natürlich !).

Hoffe meine Grafiken sind für euch auch interessant. Beachtet dass ich hier keinen "Glaubenskrieg" zwischen Anhängern von VRKs / FKs, billige China- oder "deutsche Wertarbeit"- Kollektoren schüren möchte. Und Werbung für Kollektorhersteller schon gar nicht, ich bin weder Hersteller noch Verkäufer. Die Kollektoren habe ich willkürlich ausgewählt weil ich sie für meinen Vergleich passend fand. Ich kann gerne andere Typen bei Bedarf noch vergleichen. "Hang loose" – immer locker bleiben (alter Windsurfer-Spruch)

Gruß,
Jochen



11 Antworten
Feueresel antwortete vor 5 Jahren

…, ich heize in der Regel nur mit dem Holz – KEssel;
somit sind auf dem Dach genau nach Süden 10m² Flachkollektoren für das warme Wasser 800L.
Solange die Sonne ausreicht 2x1000L Puffer, so kann man bis 2 Tage schlechtes Wetter überbrücken.
Wenn es sein muss, muss zur Überbrückung eine Kesselladung Holz zum nach heizen dran glauben.
Und wenn geheizt werden muss, ist sowieso genug warm Wasser vor Ort, für 5 bis 7 Personen

Gruß
Bernhard

Kessel 1: DC-50-GSE Bj. 2006 jetzt 11.12.2018 bis auf Lüfter-Kondensator noch keine original Teile erneuert !
Kessel 2: moderner Oelkessel in Reserve nicht angeschlossen, bei 275m² u. 100m² Keller Hobby - nur mit DC-50-GSE u. 10m² Solarfläche inkl. Brauchwasser versorgt.
Regelung: Nur über Kesselkreisvorlauftemperatur u. Belimo- Abgastemp. primär Luft - Kettenzugklappe min. 5mm >80°C bis 90°C|Lüfter 60%, >90°C Lüfter aus| sekundär 3/4 Umd. auf - REGELT]/[INDIREKT- auf primär!! Abgas max 190°C
Puffervolumen: 2x1000 Puffer parallel direkt oben/unten Puffer zu Puffer I mit Solarschlange (für 5x2m² Platten) unten - sehr gute Temp. Schichtung | 1x800WW
Hubschrauber antwortete vor 5 Jahren

eom

joechen antwortete vor 5 Jahren

Das Langzeitverhalten hängt u.a. auch davon ab wie der Kollektor eingebaut und betrieben wird. Hinsichtlich Langzeitverhalten in Abhängigkeit vom Kollektortyp kann ich auf der angegebenen Seite leider keine Hinweise finden… Bitte einen Link, auch gerne per PM.

Gruß, Jochen

Sailor antwortete vor 5 Jahren

Hallo,
nach meinem Wissen werden Röhrenkollektoren in Deutschland nicht hergestellt. Der letzte Deutsche Hersteller ging vor einigen Jahren vom Markt weil eine Anlage explodierte. Es war eine direktdurchströmte Röhre.
Alle Röhren werden im Ausland gefertigt und jeder Hersteller steckt dann sein zeug da rein um Wärme zu erzeugen.
Wer einen langzeitstabilen Kollektor haben will sollte sich einen Flachkollektor eines langjährigen Herslellers aussuchen der auch eine entsprechende Garantie auf seine Produkte bietet.
Von verspiegelten Röhren kann ich ebenfalls abraten, Spiegel vermoosen gern hinter der Röhre, lassen Schnee und Eis nicht durchrutschen, durch Eisdruck zwischen den Röhren werden einzelne Röhren zerstört.
Auch ein Sicherheitsaspekt sollte in Erwägung gezogen werden: Flachkollektoren werden mit Sicherheitsglasscheiben bestückt, die Scheibe ist 3,2 bis 4mm dick, über manche kann man drüberlaufen.
Röhrenkollektoren sind aus dünnwandigem Glas geblasen, wenn sie zerbersten kommen große Stücke vom Dach.

Nun gibt es einen Deutschen Hersteller der schickt sogar Wasser auf das Dach um Sonne zu ernten. Gerade in der kalten Jahreszeit, wenn also Sonnenstrahlen fehlen heizt er dieses Wasser auf um zu vermeiden das sein Zeug auf dem Dach nicht einfriert.

Natürlich ist Wasser der ideale Energieträger, Frostschutz ist etwas schlechter, dabei geht der Wirkungsgrad der Anlage nach oben, der Endverbraucher freut sich und kauft.

Leider ist es mir nicht möglich, ein Bild einzustellen was den Vorteil von Flachkollis SEHR deutlich macht.

joechen antwortete vor 5 Jahren

Dass VRKs empfindlich bei Hagel sind kann ich bestätigen. Das zersplitterte Glas aus Dachrinne und ggfs. Filter der Regenwasserzisterne zu beseitigen ist nervig. Allerdings ist eine Röhre schnell getauscht wenn die Kollektoren gut zugänglich sind (z.B. Dachtritte). Einen defekten FK zu tauschen ist sicher aufwändiger.

Dass bei verspiegelten VRKs hier die Leistungsfähigkeit schnell in den Keller geht war zu vermuten. Allerdings habe ich auch schon blinde „vermooste/veralgte“ FKs gesehen, an den Rändern bleibt wohl der Dreck hängen und die Glasoberfläche scheint so rau zu sein dass sich Algen drauf bilden. Ich weiss vom Glaser dass es da große Qualitätsunterschiede (z.B. durch Beschichtungen) gibt. Auch könnte ich mir vorstellen dass die Dichtigkeit an den Rändern bei FKs (Verklebung?), zumindest bei alten FKs, ein Problem sein könnte. Da ist die VRK Röhre doch einfacher aufgebaut und somit unempfindlicher ggü. eindringende Feuchtigkeit durch Alterung, oder ?

Sailor antwortete vor 5 Jahren

was braucht es um ein guter Kollektor zu sein?
Man nehme also:
ein witterungsbeständiges Gehäuse, leicht soll es sein damit der Handwerker nicht in Schweiss kommt.
eine gescheite Wärmedämmung, 6 cm sind in unseren Breiten und Längen angebracht.
eine Glasscheibe die nicht gleich bei einem Stöckchen in Stücke zerbricht, geätz sollte die Oberfläche sein um Bewuchs abzuweisen und nicht zu spiegeln.
der Absorber sollte ein beschichtetes Aluminium oder Kupferblech sein auf dessen Rückseite harfenförmig angeordnete Röhrchen angebracht sind um die Wärme abzuleiten. Hierbei sollte ein Verfahren zum Einsatz kommen welches eine dauerhafte Verbindung gewährleistet sonst labbert das Rohr einfach in der Wärmedämmung herum, der Kunde freut sich über einen heißen Kollektorfühler aber unten kommt nix an. (auch schon gesehen)
in das Gehäuse baut man noch einige Belüftungslöcher um Schwitzwasser fernzuhalten. Nicht zu viele, sonst wird der Wirkungsgrad weggelüftet und Pollen oder Insekten fühlen sich darin wohl, nicht zu wenige sonst kommen die Algen und Moose.
der preis sollte stimmen und auch zulassen das der Handwerker, Zwischenhändler und Hersteller damit leben können.
ein bekannter Name sollte draufstehen.
von unabhängigen sachverständigen sollte das Produkt mit anderen verglichen werden und einigermaßen abschneiden.

Das alles schützt uns Holzheizer aber nicht vor einer gelegentlichen Reinigung denn unsere Abgase können Glas jeder Art eintrüben.

Hubschrauber antwortete vor 5 Jahren

eom

joechen antwortete vor 5 Jahren

Hallo Hubschrauber,

eben nicht, ich möchte „Wissen statt Glauben“ !

Mit Hilfe der Solar Keymark Parameter muss ein Kollektor – was zumindest seine Leistung angeht – die Hosen runterlassen. Das sind Fakten denen man denke ich vertrauen kann, nicht den vielen schönen Bildchen, Grafiken mit Kollektorleistungen die vielleicht dann erreicht werden würden wenn bei uns in ein paar Jahren die Ozonschicht ganz fehlen wird

Preis + Leistung, das lässt sich objektiv vergleichen. Ebenso sind Angaben wie bekannte Probleme m.M. nach Fakten, auch wenn man nicht alles wissen kann und sicher darauf achten muss von wem diese Infos kommen – Verkäufer, Heizungsbauer oder Bauherr.

LG, Jochen

Sailor antwortete vor 5 Jahren

Hallo Hubschrauber,
die Ausführungen des Herrn Keilholz kann man nur voll unterstreichen. Gerade seine Einwürfe zur Brauchwasserzirkulation sind recht gut wiedergegeben, hier wird häufig mehr Energie vernichtet als die Kollektoranlage erwirtschaftet weil kaum ein Hersteller eine vernünftige Steuerung der Zirkulationspumpe vorsieht und der Handwerker den Komfort in den Vordergrund stellt.
Deiner PDF Vergleichstabelle Kollektoren kann ich nicht zustimmen. Verglichen werden hier Kollektoren mit Flächenabsorbern der heutigen Bauart mit alten, nicht mehr auf dem Markt vertriebenen Streifenabsorberkollektoren.
Fast alle Flachkollektorhersteller verwenden heute Flächenabsorber deren Bleche z.b. hier gefertigt werden.
http://alanod.com/opencms/opencms/de/anwendungsbereiche/solareanwendung/

Mir ist leider auch keine Quelle bekannt der man VERTRAUEN kann um Sonnenkollektoren nach ihrer Leistung und Langlebigkeit zu vergleichen.

Hubschrauber antwortete vor 5 Jahren

eom

Sailor antwortete vor 5 Jahren

Hi Hubschrauber,
in deiner Liste werden Kollektoren neuerer Bauart mit Flächenabsorber mit Kollis deren Absorber aus Streifen aufgebaut sind verglichen.
Einige Kollektoren schneiden ganz schlecht ab, ihre Hersteller haben bereits vor einigen Jahren auf Flächenabsorber umgestellt und deren heutigen Produkte erscheinen nicht in deiner Liste.
Ich habe nicht behauptet, es gibt keine Absorberstreifen mehr, möchte aber behaupten, der Flächenabsorber hat einen besseren Wirkungsgrad. Vermutlich, weil ein thermischer Aufwind in der Dämmung hinter dem Absorber eingeschränkt bzw. unterbunden ist und daher auf der Rückseite des Kollektors geringere Wärmeabstrahlung stattfindet.
Natürlich ist der maschinelle Aufwand ein ganz anderer, kleinere Kollektorhersteller können sich Laserschweissautomaten nicht leisten und müssen Fertigabsorber zukaufen oder die alten Streifen von Hand verarbeiten.
… aber jetzt geht es schon ganz dick ins Detail.
Ich konnte ein paar Jahre in der Entwicklung bzw. Verfeinerung von Flachkollektoren mitwirken, daher meine Erkenntnisse.