Dimensionierung einer Solaranlage
Je nach Grösse des Gebäudes, der Anzahl Verbraucher und der Art der Nutzung der Solaranlage unterscheiden sich die benötigte Kollektornutzfläche und das Speichervolumen.
Grundsätzlich gilt abzuklären: Wird die Sonnenenergie ausschliesslich für die Brauchwassererwärmung (Boiler) eingesetzt oder auch zur Heizungsunterstützung? Im letzten Fall werden der Flächenbedarf der Kollektoranlage sowie der Platzbedarf für den Speicher grösser. Die beiden folgenden Tabellen stellen Richtwerte für die entsprechende Dimensionierung der Flächen und Speicher dar.
| Solare Wassererwärmung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Anzahl Verbraucher | Kollektornutzfläche (m²) | Grösse des Wassererwärmers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Bis 20 Personen | 1,0-1,5 m²/Person | 80-120 l/Person | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
20-100 Personen | 0,5-1,1 m²/Person | 60-90 l/Person | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
> 100 Personen | 0,4-0,8 m²/Person | 40-70 l/Person | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Beispiel
Für die Versorgung eines Einfamilienhauses im Mittelland reicht eine Fläche von etwa 5 m² sowie ein Speicher von unter 500 l. Für beschattete Dachflächen, die zudem nicht den optimalen Neigungswinkel vorweisen, sind Zuschläge (20 bis 50%) einzurechnen.
Für die Versorgung eines Einfamilienhauses im Mittelland reicht eine Fläche von etwa 5 m² sowie ein Speicher von unter 500 l. Für beschattete Dachflächen, die zudem nicht den optimalen Neigungswinkel vorweisen, sind Zuschläge (20 bis 50%) einzurechnen.
| Solare Wassererwärmung und Heizungsunterstützung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Jahresenergiebedarf Heizung und Warmwasser | Kollektornutzfläche (m²) | Grösse des Wassererwärmers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1- bis 3-Familienhaus | 0,5-1,0 m²/(MWh/a) | 60-100 l/m² Kollektorfläche | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mehrfamilienhaus | 0,4-0,6 m²/(MWh/a) | 30-60 l/m² Kollektorfläche | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tipp: Vorgängig zur Dimensionierung der Sonnenkollektoranlage ist die Gebäudehülle zu dämmen. Dies verringert den Energiebedarf und damit sowohl die benötigte Kollektorfläche als auch das Speichervolumen.
Beispiel
Für die Versorgung eines Einfamilienhauses im Mittelland reicht eine Fläche von etwa 5 m² sowie ein Speicher von unter 500 l. Für beschattete Dachflächen, die zudem nicht den optimalen Neigungswinkel vorweisen, sind Zuschläge (20 bis 50%) einzurechnen.
Für die Versorgung eines Einfamilienhauses im Mittelland reicht eine Fläche von etwa 5 m² sowie ein Speicher von unter 500 l. Für beschattete Dachflächen, die zudem nicht den optimalen Neigungswinkel vorweisen, sind Zuschläge (20 bis 50%) einzurechnen.
| Solare Wassererwärmung und Heizungsunterstützung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Jahresenergiebedarf Heizung und Warmwasser | Kollektornutzfläche (m²) | Grösse des Wassererwärmers | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
1- bis 3-Familienhaus | 0,5-1,0 m²/(MWh/a) | 60-100 l/m² Kollektorfläche | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Mehrfamilienhaus | 0,4-0,6 m²/(MWh/a) | 30-60 l/m² Kollektorfläche | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Tipp: Vorgängig zur Dimensionierung der Sonnenkollektoranlage ist die Gebäudehülle zu dämmen. Dies verringert den Energiebedarf und damit sowohl die benötigte Kollektorfläche als auch das Speichervolumen.
Platzierung
Für den Energieertrag weniger bedeutend ist die Platzierung der Kollektoren. Auch die Klimaverhältnisse und die Sonnenscheindauer am jeweiligen Standort haben Einfluss auf den Ertrag: Im Mittelland variieren die Erträge nicht stark, der Alpenraum oder das Tessin profitieren jedoch von der stärkeren Sonneneinstrahlung.
- Schrägdach: Dach wird kaum anderweitig genutzt, daher gute Lösung
- Flachdach: sehr gut geeignet
- Fassade: schlechter Ertrag bei vertikaler Platzierung
- Garten: akzeptable Lösung, wenn das Kollektorfeld nicht beschattet wird
Neigungswinkel und Orientierung
Wichtig für den Ertrag der Solaranlage sind die Orientierung und die Neigung der Kollektoren. Nicht optimale Neigungswinkel können durch die Vergrösserung der Kollektorfläche zwar kompensiert werden, verschlechtern jedoch die Wirtschaftlichkeit.
| Neigungswinkel und Orientierung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Nutzung | Orientierung | Neigung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wassererwärmung | Südost bis Südwest | 15° bis 60° | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wassererwärmung und Heizungsunterstützung | Max. 30° Abweichung von Südachse nach Ost oder West | 30° bis 60° | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Durchschnittliche Kollektorerträge (Jahresnettoertrag pro m² Kollektornutzfläche) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Standort Mittelland | Standort Alpenraum | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Warmwassererwärmung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deckungsgrad unter 30 % | 450-650 kWh/m² | 600-700 kWh/m² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deckungsgrad 30 bis 60 % | 400-550 kWh/m² | 500-600 kWh/m² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Wassererwärmung und Heizungsunterstützung | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deckungsgrad unter 30 % | 250-400 kWh/m² | 400-550 kWh/m² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Deckungsgrad 30 bis 60 % | 200-300 kWh/m² | 350-450 kWh/m² | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Der Nutzungsgrad der Kollektoranlage sinkt mit dem Energiebedarf, zum Beispiel wenn für die Heizungsunterstützung mehr hochwertige Wärme benötigt wird. Die Tabelle zeigt die Unterschiede – bei jeweils grosszügiger und mittlerer Dimensionierung.
Bei Anlagen mit Vakuumröhren-Kollektoren liegen die Erträge um 10 bis 50 Prozent höher. Leistungsfähigere Kollektoren sind tendenziell allerdings teurer. Daher ist abzuwägen, ob leistungsschwächere mit mehr Fläche oder leistungsstärkere mit weniger Fläche gewählt werden.
Text: Bundesamt für Energie und hausinfo
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Letzte Aktualisierung:
13.12.2011
