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| Anwendung von solarthermischen Systemen in Großanlagen | ||||||
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Kostengünstige und umweltschonende Lösung
Solaranlagen werden zunehmend in Mehrfamilienhäusern, Krankenhäusern, Ferien- und Pflegeheimen und Sportanlagen eingesetzt. Große Solaranlagen sind wirtschaftlich so interessant, weil mit steigender Anlagengröße die spezifischen Systemkosten pro Quadratmeter Kollektorfläche sinken. Während die Systemkosten für eine kleine solarthermische Anlage für Einfamilienhäuser bei rund 2.000 bis 3.000 Mark pro Quadratmeter liegen, sind dies bei Großanlagen mit einem täglichen Warmwasserbedarf von beispiels-weise 5.000 Litern nur noch etwa 1.000 Mark pro Quadratmeter.
Großflächige Solarkollektoren können dabei für In-dach-, Aufdach-, Flachdach- und Wandmontage eingesetzt werden. Besonders interessant ist die Indachmontage größerer Kollektorflächen, da gleichzeitig die Dacheindeckung eingespart wird. Eine optimale Auslegung der Solaranlage ist dabei nur mit genauen Verbrauchsdaten möglich. Neben dem durchschnittlichen Tagesbedarf für Warmwasser ist für die Planung der Speicherdimensionierung auch das Zapfprofil wichtig. Auf Grund der DVGW-Richtlinie W 551 muss in größeren zentralen Warm-wassererwärmungsanlagen der Trinkwasserspeicher einmal täglich auf mindestens 60° Celsius aufgeheizt werden. Daher ist es sinnvoll, maximal den Bereit-schaftsteil des Solarspeichers als Trinkwasserspei-cher auszuführen.
Modernste Speichertechnik für hohe Solarerträge
Der restliche Solarspeicher wird als Pufferspeicher ausgeführt. Für solche Konzepte haben sich Stratos-Schichtspeicher (Hersteller Solvis Energiesysteme, Braunschweig) bewährt. Die vom Prinzip her einfa-chen, aber technisch hoch entwickelten Schichtspeicher führen die Solarwärme aus den Solarkollektoren in die Schicht der gleichen Temperatur im Pufferspei-cher. Diese Speichertechnik garantiert hohe Solarerträge und deckt bis zu 50 Prozent des Energiebedarfs für die Wassererwärmung. Da die Zirkulationstempe-ratur mit rund 60° Celsius sehr hoch ist, sollte die Nacherwärmung des Bereitschaftsspeichers zum Ausgleich der Zirkulationsverluste von der eigentli-chen Warmwassererwärmung getrennt werden. Da-durch kann eine Vermischung von Kaltwasser und Zirkulation verhindert werden.
Somit wird der Solaranlage eine niedrige Rücklauftemperatur zur Verfügung gestellt und die Voraussetzung für einen guten Anlagenertrag ge-schaffen.
Die Praxis: Großanlage im Krankenhaus
Das Kreiskrankenhaus Wolgast verfügt über eine Ka-pazität von 230 Betten und drei Therapiebecken. Der jährliche Warmwasserbedarf beträgt etwa 4.000 Ku-bikmeter. Umgerechnet auf die tatsächliche Belegung liegt der tägliche Warmwasserbedarf bei 50 bis 70 Liter pro Person und gehört damit in die obere Verbrauchsklasse für Krankenhäuser. Die Solaranlage ist seit 1996 in Betrieb. 172 Quadrat-meter Solvis-Flachkollektoren erzeugen seitdem jährlich rund 90 Megawattstunden Wärme. Der Systemnutzungsgrad der Solaranlage erreicht mit etwa 48 Prozent einen guten Wert. Von der Sonnen-einstrahlung, die mit 1090 kWh pro Quadratmeter Kol-lektorfläche zu Buche schlägt, werden 525 kWh/qm Nutzenergie erzeugt. Insgesamt liegt der solare Deckungsgrad für Wassererwärmung ohne Zirkulation bei 40 Prozent. Die Investitionskosten der Solaranlage am Kreiskrankenhaus (KKH) Wolgast lagen einschließlich Planung und Mehrwertsteuer bei rund 280.000 Mark.
Umweltfreundlichkeit rechnet sich
Unter Annahme einer Lebensdauer von 20 Jahren ergibt sich bei einem Zinssatz von 6 Prozent eine An-nuität von 8,72 Prozent. Damit betragen die solaren Wärmekosten 0,26 Mark pro kWh ohne Förderung. Die Solaranlage des KKH Wolgast wurde im Rahmen des Programms "Solarthermie 2000" des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie gefördert und von der Zentralstelle für Solartechnik (ZFS), Hilden, messtechnisch begleitet und ausgewertet.
Autor: Dipl.-Ing. Helmut Jäger
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