Solar-Flachkollektoren: die billigste Art, Wasser zu erwärmen

Einer der kostengünstigsten und am häufigsten verwendeten Arten von Flüssigkeits-Flachkollektoren ist der Solar-Flachkollektoren. Sie werden verwendet, um viel kostenloses Warmwasser für das Haus zu erzeugen, da ihre Konstruktion und ihr Betrieb selbst einfach sind. Solar-Flachkollektoren haben den Vorteil, dass sie nicht nur die direkt von der Sonne kommende Energie absorbieren, sondern auch die diffuse Sonnenenergie, die um die Kollektorplatte selbst herum reflektiert wird.

Flachkollektor-Warmwassersysteme können an nahezu jedem Ort und in jedem Klima eingesetzt werden, da der Brennstoff, den sie zum Erhitzen des Wassers verwenden, direkt von der Sonne stammt, die absolut kostenlos ist. Diese Solar-Warmwasserkollektoren verwenden die Sonnenstrahlen, um entweder Wasser oder irgendeine Form von Wärmeübertragungsflüssigkeit im Inneren des Kollektors zu erwärmen, wobei das erwärmte Wasser im Speichertank gehalten wird, ähnlich wie bei einem herkömmlichen elektrisch beheizten Warmwasserspeicher, der bei Bedarf einsatzbereit ist.

Solar-Flachkollektoren auf dem Dach

In den meisten Haushalten ist das Erhitzen von Wasser der größte Energieverbrauch, mehr als Kochen, wobei bis zu einem Drittel des Strom- und Gasverbrauchs eines Haushalts allein für die tägliche Warmwasserbereitung verwendet wird. Dieser Energieverbrauch kann durch die Nutzung von Solarenergie erheblich und in den meisten Fällen sogar vollständig reduziert werden.

Im Gegensatz zu herkömmlichen Formen der Warmwasserbereitung ist der typische Flachkollektor zur Warmwasserbereitung kostengünstig, was bedeutet, dass Sie sich mit dieser Art der solaren Warmwasserbereitung viel schneller auszahlen.

Da Es stehen viele Arten von Solarheizungen und Flachkollektoren zur Auswahl. Sie werden je nach Solarkollektortechnologie, Panelposition und Heizflüssigkeitsübertragungsmethode kategorisiert.

Je nach Kollektortyp (Panel) können sie entweder geschlossen oder offen, passiv oder aktiv sein, wobei jedes System seine eigenen Vor- und Nachteile hat. Passive Systeme mit offenem Regelkreis sind im Allgemeinen die billigsten, aber für welches System Sie sich entscheiden, hängt von Ihren eigenen Bedürfnissen, Ihrem Budget und Ihrem Standort ab.

Und wie funktionieren diese Solarkollektoren

Ein “Solar-Flachkollektor” besteht typischerweise aus einer großen flachen wärmeabsorbierenden Platte, normalerweise einem großen Kupfer- oder Aluminiumblech, da beide gute Wärmeleiter sind und die schwarz lackiert oder chemisch geätzt sind, um für maximale Effizienz so viel Sonnenstrahlung wie möglich zu absorbieren. Diese geschwärzte wärmeabsorbierende Oberfläche hat mehrere parallele Kupferrohre oder -röhren, Steigleitungen genannt, die der Länge nach über die Platte verlaufen, die die Wärmeübertragungsflüssigkeit, typischerweise Wasser, enthält.

Diese Kupferrohre werden direkt auf die Absorberplatte geklebt, gelötet oder gelötet, um einen maximalen Oberflächenkontakt und eine maximale Wärmeübertragung zu gewährleisten. Sonnenlicht erwärmt die absorbierende Oberfläche, deren Temperatur zunimmt. Wenn die flache Platte heißer wird, wird diese Wärme durch die Steigleitungen geleitet und von der Flüssigkeit absorbiert, die in den Kupferrohren fließt, die dann vom Haushalt verwendet wird.

Die Rohre und die Absorberplatte sind in einer leichten isolierten Metall- oder Holzkiste mit einer Platte aus Verglasungsmaterial, entweder Glas oder Kunststoff auf der Vorderseite, eingeschlossen, um die eingeschlossene Absorberplatte zu schützen und einen isolierenden Luftraum zu schaffen. Dieses Verglasungsmaterial absorbiert die Wärmeenergie der Sonne nicht in nennenswertem Umfang und daher wird der größte Teil der einfallenden Strahlung vom geschwärzten Absorber empfangen.

Der Luftspalt zwischen der Platte und dem Verglasungsmaterial fängt diese Wärme ein und verhindert, dass sie abfließt zurück in die Atmosphäre entweichen, wodurch die Effizienz der Flachkollektoren erhöht wird. Wenn sich die Absorberplatte erwärmt, gibt sie ihre Wärme an die im Kollektor fließende Flüssigkeit ab, gibt aber auch Wärme an ihre Umgebung ab.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, Wasser für den Hausgebrauch zu erhitzen. Solarthermische Heizsysteme, die flüssige Flachkollektoren verwenden, um die Sonnenenergie einzufangen, können aufgrund der Art und Weise, wie sie die Wärme um das System herum übertragen, entweder als direkte oder indirekte Systeme klassifiziert werden. Um Ihr Wasser erfolgreich zu erhitzen und es sowohl tagsüber als auch nachts zu nutzen, benötigen Sie sowohl einen Sonnenkollektor, um die Wärme einzufangen und an das Wasser zu übertragen, als auch einen Warmwasserspeicher, um dieses heiße Wasser für den Gebrauch zu speichern nach Bedarf.

Der solarthermische Kollektor ist normalerweise an einen Wasserspeicher angeschlossen, entweder auf dem Dach direkt über dem Modul oder auf einem Dachboden darunter. Mit Flachplatten-Solar-Warmwasserkollektoren und Solar-Flachkollektoren kann das heiße Wasser hin und her, in den und aus dem Tank fließen, wodurch das Wasser kontinuierlich erwärmt wird.

Dimensionierung Ihres Flachplatten-Solarkollektors

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Dimensionierung von Solar-Flachkollektorenfür den Einsatz in einem häuslichen Solarwarmwasser- oder Solarheizungssystem hängt vom Warmwasserbedarf während des Tages ab. Wenn der Warmwasserverbrauch Ihres Hauses oder die maximale Wassertemperatur reduziert ist, kann Ihr Warmwasserbedarf durch viel kleinere oder weniger Solar-Flachkollektoren gedeckt werden, wodurch das System einfacher auf dem Dach installiert werden kann.

Außerdem kleiner Systeme sind billiger zu installieren und amortisieren sich früher durch Energieeinsparungen. Die Systemgröße hängt natürlich von Ihrer Warmwassertemperatur und dem Verbrauch ab, aber allgemeine Faustregeln können verwendet werden, um eine Vorstellung von der Systemgröße zu geben.

Ein einzelner thermischer Kollektor von 20 bis 30 Quadratfuß (4 x 6 Fuß) könnte etwa 60 Gallonen (300 Liter) Wasser pro Tag erwärmen, was etwa der Größe eines Standard-Warmwasserspeichers entspricht. Im Allgemeinen benötigen Sie etwa 10 bis 16 Quadratfuß Solarflachkollektorfläche pro Person, was etwa 1,5 bis 2,0 Gallonen Warmwasserspeicher pro Quadratfuß Kollektorfläche ergibt.

Für eine vierköpfige Familie bedeutet dies also 40 bis 60 Quadratfuß Kollektorplattenfläche und 60 bis 120 Gallonen Warmwasserspeicher. Dann würde ein Solar-Warmwasser-Heizsystem für eine typische vierköpfige Familie mindestens zwei Standard-Solar-Flachkollektoren von jeweils etwa 32 Quadratfuß (4 x 8 Fuß) benötigen.

Solar-Flachkollektoren folgen selten dem täglichen Lauf der Sonne über den Himmel, da sie meist in einem festen Winkel auf einem Dach montiert sind. Ihre Montagehalterungen ermöglichen es jedoch normalerweise, das Panel nach Süden (auf der Nordhalbkugel) zu neigen, um den Winkel zwischen den Sonnenstrahlen und der Paneloberfläche zur Mittagszeit zu minimieren. Die Neigung der Solar-Flachkollektoren nach Süden sorgt für eine höhere Energierate zur Mittagszeit und mehr Gesamtenergie über den ganzen Tag. Die richtige Ausrichtung des thermischen Solarkollektors ermöglicht die Installation eines kleineren Panels oder das Erreichen höherer Temperaturen sowie eine Verringerung der Amortisationszeit.

Auswahl der richtigen Solar-Flachkollektoren für eine solare Warmwasserbereitung System für Ihr Zuhause ist sehr wichtig und ein wenig Recherche und Ihre Hausaufgaben im Voraus stellen sicher, dass Ihre Flachplatten-Heißwasserpaneele die Anforderungen des speziellen Solarheizungsdesigns erfüllen, das für Ihr Zuhause erforderlich ist.

To ein besseres Verständnis dafür gewinnen, wie “Solar-Flachkollektoren” arbeiten, oder um mehr Fakten über solare Warmwasserbereitung über die verschiedenen verfügbaren Arten von solarthermischen Heizsystemen zu erhalten, oder um die Vor- und Nachteile der Nutzung von solarthermischer Energie zu Hause zu erkunden, dann klicken Sie noch heute hier, um Ihre Kopie einer der besten zu erhalten DIY-Bücher und -Pläne für solarthermisches Warmwasser heute bei Amazon.