Solarthermie

Liebe/-r Experte/-in,

ich muss wirklich sagen, dass ich fast am verzweifeln bin.
ich will eigentlich nur wissen wie man den ungefaehren Jahresertrag einer Sonnenkollektoranlage berechnet.
Lage: Bremen, optimale suedrichtung 45 grad Neigung, Nur Warmwasser 60 grad usw. ich will nur einen ungefaehren Richtwert.

Ich habe etliche Buecher ausgeliehen und stundenlang im Internet recherchiert. Resultat: ich kann alle Kenndaten der Kollektoren auswendig (optischer Wirkungsgrad, Kollektorleistung bei verschiedenen Strahlungsstaerken, k1, k2-Wert…). Kann freihaendig die Wirkungsgrad-Kurve in Abhaengigkeit vom Temperaturunterschied zeichnen.

Aber in meinen Augen wohl das wichtigste (einfach einen Richtwert zur ueberschlaegigen dimensionierung) habe ich nirgendwo gefunden.
Hersteller geben irgendwelche Werte an, die ca bei 500-600 kwh/qm im Jahr liegen. Wie das berechnet wird, weiss ich nicht. ich habe mir sogar den DIN 4101-10 besorgt. Da wird irgendwo als „Jahresenergieertrag der Solaranlage“ etwas berechnet.
Da komme ich bei einem Vakuumroehrenkollektor auf 400 kwh/qm im Jahr obwohl der Hersteller 650 kwh/qm angibt.

Aber nirgendwo in der DIN-Formel wird die Lage beruecksichtigt. Es ist doch ganz klar ein Unterschied ob ich eine Solaranlage im Bremen aufstelle oder im Freiburg.

Dabei wollte ich mich erstmal nur ganz oberflaechlich mit dem Thema befassen und ungefaher wissen was man so als einem spezifischen Ertrag pro qm im Norddeutschland erwarten kann bzw. wie man diesen Wert berechnen kann

Ich freue mich auf deine Antwort und bedanke mich schon im Voraus.

MfG

Ali Salem

Hallo,

sorry, wir sind ausschliesslich im Privatbereich Badsanierung tätig, und können zu diesem Thema auch keine für Sie genügsame Auskunft geben.

Gruß
H. Haußmann

Hallo Ali,

Du wirst keinen finden, der Dir Dein Anliegen verbindlich beantworten kann, ausserdem fehlen ein paar wichtige Angaben: Ich denke, dass Du von Solarthermie sprichst und Warmwasser (Brauchwasser) für den Haushalt haben willst, also ohne Heizungsunterstützung. Es fehlen dann Angaben über Deinen Bedarf (Personenzahl, Vielduscher, Anschluss von Wasch- und Geschirrspülmaschine, Anzahl sonstiger Zapfstellen (( nur Bad und Küche?)) = benötigtes Wasservolumen). Die optimale Lage Deiner geplanten Kollektoren ist nicht das einzige berechnungswichtige Kriterium, die wetterbedingte Anzahl der Sonnenstunden ist eher entscheidend. Und damit wird jede Berechnung zur Kristallkugelvorhersage.
Ich kann Dir nur einen Erfahrungswert liefern. Ich habe für meinen 4-Personenhaushalt (Süddeutschland) einen 400-Liter-Speicher und 7 Quadratmeter Kollektorenfläche. Neben Bad und Küche werden noch Waschmaschine und Geschirrspüler versorgt. An Tagen mit weniger Ertrag (nebenbei, es sind keine 60 Grad erforderlich, vergiss den Legionellenquatsch) sind Bad und Küche mit elektrischen Durchlauferhitzern ausgestattet, die nur das Delta dazugeben. Du kannst natürlich auch Solarthermie und Wärmepumpe koppeln, denn Deine Kollektoren können immer nur Zulieferer sein! Da Du für 7 oder 10 m² auf dem Dach keine wesentlich höheren Investitionen hast, würde ich (in Bremen) auf die sichere Seite gehen.

Gruss, Horst

Hallo,

Der zu erwartenden Ertrag hängt im Wesentlichen ab von:
Standort, und Anlagenorientierung
Anlagenkonfiguration

500- 700 kWh/m²a ist ein guter Mittelwert für Deutschland für den Ertrag der vom Kollektor theoretisch in das System kommt.
Dieser Wert hängt primär vom Standort und Orientierung ab. Strahlungsatlanten finden sich z.B. bei photon.de.
Eine empfehlenswerte Solarfibel, für die Vertiefung findet sich bei DGS.

Wieviel davon genutzt werden kann, hängt dann u.A. ab von Speichergröße und Verbrauch ab.
Bei üblicher Anlagenkonfiguration WW liegt der effektive Ertrag eher im Bereich 300 bis 350 kWh/m²a.
Das ist dann gar nicht so extrem unterschiedlich zwischen Nord und Süddeutschland, da im Sommer da wie dort solares Überangebot.

Genauer kann man sich das mit einem Simulationsprogramm ausrechnen.
Sowiet ich weiss, gibts z.B. von Getsolar eine kostenlose Demoversion, mit der man ein bisschen rumspielen kann.

Hoffe ich konnte helfen.

Sonnige Grüße

Hallo Ali,
unter dem Stichwort Sonnescheindauer findet man u.a. auch den link : http://www.solarserver.de/berechnen/index.html

darin kann man einfach seine Konditionen eintragen und bekommt eine überschlägige Auslegung eines WW-Kollektors. Aus den Erwärmungsdaten für das WW (l/Tag und delta Temp) kann man dann überscglagsmäßig den echten Solar-Ertrag der Anlage rückrechnen.

Bei weiteren Fragen -> fragen !

Hallo Ali

Ich bin mir nicht sicher, ob man den Ertrag bzw. eine Dimensionierung auf diesen Weg sinnvoll berechnen kann, den selbst die besten Metro Daten sind nur statistische Wahrscheinlichkeiten. Außerdem sind diese Daten kostenpflichtig für Private (zumindest in Österreich). Ich habe 1993 für meine 50m² Anlage mit 20.000L Speicher die Klimadaten für meinen Bereich bei der Zentral Meteorologischen Anstalt angefragt und habe sie auch bekommen für damals noch 2.500 ÖS umgerechnet ca. 85 € mit Inflation und Wertanpassung heute sicher min. 130 €.
PS.: Firmen erhalten in Österreich diese Daten übrigens Gratis.
Ich habe sie auch gekauft und es hat sich im Nachhinein als völlig unnötige Investition herausgestellt.
Wenn es nur um die Dimensionierung geht, bist du besser dran zuerst den Bedarf zu erheben und danach mit diesen „Hardwaredaten“ in ein professionelles Berechnungsprogramm gehst, wo du die Ertragshochrechnung zwar nicht siehst, diese aber darin einfließen. zB.: wären das mal auf die schnelle
T_SOL
F_CHART
GETSOLAR
SMILE

Eine Übersicht über diese Programme findest Du bei
http://www.volker-quaschning.de/downloads/thermsim99…

Auch gibt es „öffentliche“ Stellen zur Information zB.: in Deutschland
http://www.solar-berechnung.de

Trotzdem sollte man immer wissen was man will bzw. was man braucht, aber auch dabei nicht vergessen, was man platzmäßig dann auch „unterbringt“!!
Also als Mindestanforderung gilt um eine Warmwasserversorgung vom früh bis in den Spätsommer mit ca 80-85% zu erhalten, bei einer idealen Ausrichtung nach Süden und min. 43° Dachneigung:
Pro Person 1m² Vakuum, 1,5 m² Tinox oder 2 m² Schwarz Chrom.
Als Faustregel gilt für TINOX Absorber (das sind diese blau glänzenden Absorber) 70L Speicherfolumen pro m² Kollektorfläche als Mindestanforderung egal ob Puffer- oder WW-Speicher.
Ales darunter ist ein stiller Brüter alles darüber verlängert nur die Ertragsdauer.
Im Sommer ist der Ertrag sicher kein Problem, abgesehen von manchmal vorkommenden Sonne losen Zeiten aber in den Wintermonaten ist er nur zeitweise vorhanden und selbst das ist Anlagen und bedarfsabhängig.
Auch hat einen starken Einfluss auf den Wirkungsgrad der Anlage, die Methode der Wärmeübertragung und die Regelung.
Aufwendiger aber am effizientesten sind zB.: Anlagen mit externem Plattenwärmetauscher und Drehzahlregelung der Pumpen.
Einfacher, aber mit einem schlechteren Wirkungsgrad sind Anlagen mit Rohrwärmetauscher die sogenannten Solarspeicher.
Ich würde Dir folgende Vorgansweise für die Entscheidungs- bzw. Dimensionierungsfindung empfehlen.

Also zuerst legt man fest welchen WW Bedarf man hat entweder durch heranziehen des derzeitigen Verbrauches oder durch die Anzahl der Personen die im Haushalt einen WW-Bedarf haben. zB.:
2 Personen = 3 m² >> 210l WW-Speicher das liefert den benötigten Solarertrag am Wasserhahn.
Das ganze x 1,5 um die Übertragungsverluste zu kompensieren = 4,5 m² und 315L WW Speicher.
Oder
Bei 3 Personen 4,5m² und 315l Speicher x 1,5 = 6,75m² und 472,5L Speicher.

Wenn Du jetzt durch die Dachlandschaft schaust, wirst Du feststellen, dass der Großteil der montierten Anlagen in der Auslegung zwischen 3-5 Solarpaneele liegen ( die Standardgröße liegt meistens 1,2-1,35 m² NETTOFLÄCHE).

Auch ist es immer sehr Hilfreich Anlagenbetreiber zu fragen wie zufrieden Sie sind, und was Sie wieder und was Sie NICHT wieder machen würden.
Glaube mir alle Besitzer zeigen es gerne her was sie haben. Und die, die es lautstark verweigern sind meistens die Anlagen, die von vorne bis hinten totale Fehlkonstruktionen sind.
Erfrage dabei auch die Eckdaten (Orietierung, Dachneigung, m² Absorber, Speichervolumen, aber auch die Art des Wärmetauschers und der Regelung). Das Ganze ist zwar jetzt keine wissenschaftliche Abhandlung über die Berechnung eines (wahrscheinlichen)Anlagenertrages mehr, aber sicher nicht ungenauer.

Hoffe Dir damit weiterhelfen zu können.

mfg Christian

Lieber Ali,

diese Frage kann ich auch nicht beantworten; vielleicht einen Typ geben:

Der Deutsche Wetterdienst zeichnet alle Sonneneinstrahlungsdaten seit Jahrzehnten auf. Daraus kann man zum Beispiel erkennen, dass man imm Saarland mit ca. 900 kW/h im Jahresdurchschnitt rechnen kann (Grundlage für die Berechnung des Ertrages von Photovoltaikanlagen).

Vielleicht kann der Wetterdienst helfen.

Viele Grüße

R.Büsser

Liebe/-r Ali Salem,die Herstellerangaben zeigen nur

die Spitzenwerte an,die selbstverständlich nie den
Realitäten entsprechen können denn Einbaulage
geografische Lage sowie die Enbindung des Kollektors in
das Warmwassersystem variieren immer.Ich betreibe seit
ein Paar Jahren einen Vakuumröhrenkollektor von 4,9m²
ausschließlich für die Warmwassererzeugung.Hier kann
ich den effektiven Gewinn registrieren.Somit sind mir
die Jahresgewinne für meine Anlage (Raum Frankfurt am
Main)bekannt.Ich kann die wie folgt benennen:
2007/2008:3027 kwh
2008/2009:3175 kwh.
Da mir der Jahresgewinn für ein Zweifamilienhaus etwas
mager erscheint habe ich in diesem Jahr einen zweiten
Kollektor gleicher Größe eingebaut.Jetzt liegt der
Gewinn schon bei 1800 kwh für die ersten 4 Monate Juni
bis Sept.09. Wenn nun der Warmwasserspeicher etwas
unterdimensioniert ist (aus historischen Gründen)kommt
es bei gnadenloser Sonnenintensität vor daß der Boiler
sein Temperaturmaximum erreicht und die Kollektoren
abgeschaltet werden.Dann treten an den Kollektoren
Temperaturen von über 200°C auf.Ich hoffe ich konnte
etwas Licht in die Verwirrtheit bringen.

ich muss wirklich sagen, dass ich fast am verzweifeln

bin.

ich will eigentlich nur wissen wie man den ungefaehren
Jahresertrag einer Sonnenkollektoranlage berechnet.
Lage: Bremen, optimale suedrichtung 45 grad Neigung,

Nur

Warmwasser 60 grad usw. ich will nur einen ungefaehren
Richtwert.

Ich habe etliche Buecher ausgeliehen und stundenlang

im

Internet recherchiert. Resultat: ich kann alle

Kenndaten der

Kollektoren auswendig (optischer Wirkungsgrad,
Kollektorleistung bei verschiedenen

Strahlungsstaerken, k1,

k2-Wert…). Kann freihaendig die Wirkungsgrad-Kurve

in

Abhaengigkeit vom Temperaturunterschied zeichnen.

Aber in meinen Augen wohl das wichtigste (einfach

einen

Richtwert zur ueberschlaegigen dimensionierung) habe

ich

nirgendwo gefunden.
Hersteller geben irgendwelche Werte an, die ca bei

500-600

kwh/qm im Jahr liegen. Wie das berechnet wird, weiss

ich

nicht. ich habe mir sogar den DIN 4101-10 besorgt. Da

wird

irgendwo als „Jahresenergieertrag der Solaranlage“

etwas

berechnet.
Da komme ich bei einem Vakuumroehrenkollektor auf 400

kwh/qm

im Jahr obwohl der Hersteller 650 kwh/qm angibt.

Aber nirgendwo in der DIN-Formel wird die Lage
beruecksichtigt. Es ist doch ganz klar ein Unterschied

ob ich

eine Solaranlage im Bremen aufstelle oder im Freiburg.

Dabei wollte ich mich erstmal nur ganz oberflaechlich

mit dem

Thema befassen und ungefaher wissen was man so als

einem

spezifischen Ertrag pro qm im Norddeutschland erwarten

kann

bzw. wie man diesen Wert berechnen kann

Ich freue mich auf deine Antwort und bedanke mich

schon im

Voraus.

MfG

Ali Salem

Lieber Ali,

anbei einige Werte. Ich hoffe sie sind für Ihre Berechnung relevant.

Sonnenkollektoranlage zur Warmwasserbereitung
Sonneneinstrahlung:
Bremen ca. 1000 kWh/qm*a
Freiburg ca. 1150 kWh/qm*a
also im Norden ca. 15 % weniger

Standardauslegung Warmwassersolaranlagen
ca. 1 – 1,2 qm guter Flachkoll. Pro Person (ca. 0,8 qm Röhrenkollektor). Im Norden eher obere Zahl -1,5 qm.
Ca. 60 – 80 Ltr. Speicherinhalt pro Person (reiner Brauchwasserspeicher).
Also 4-Personen-Haushalt:
Ca. 4 – 5 qm Flachkoll. und 300 Ltr. Speicher (bei einem Haushalts-WW-Bedarf von ca. 50 Ltr. mit 45 ° pro Person und Tag).
Bei Pufferspeichern mit Frischwasserstation oder speziellen Schichtenspeichern firmenspezifische Dimensionierungen.

Was bringt´s?
Standardanlage kann ca. 60% des WW-Bedarfes decken, vor allem in der heizungsfreien Zeit.
WW-Bedarf ca. 1000 kWh pro Person und Jahr, also bei 4 Personen ca. 4000 kWh/a
Davon 60 % sind ca. 2400 kWh/a. Dies entspricht ca. 240 Ltr. Öl oder 240 Kubikmeter Gas pro Jahr.
Oder anders herum:
Ertrag guter Flachkoll. ca. 500 – 550 kWh/qm und Jahr (Röhrenkoll. Ca. 650 kWh/qm*a).
Also 4 – 5 qm Flachkoll. bringen ca. 2000 – 2500 kWh/a (gleiches Ergebnis wie oben).

So, das war´s.

Mfg

Andreas Mengemann