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Thermische Sonnenkollektoren werden zur Wärmegewinnung aus der Sonneneinstrahlung für die Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung genutzt. Das zentrale Element eines Sonnenkollektors ist der Absorber, ein schwarz beschichteter Metallkörper, der mit Kanälen durchzogen ist. Dieser entzieht dem Sonnenlicht Energie und transformiert diese in Wärme. Das im Absorber zirkulierende Wasser transportiert die Wärme zum Speicher. Über einen Wärmetauscher wird die Sonnenenergie dem Speicher abgegeben und zur Erwärmung des Warmwassers oder zum Heizen genutzt.
Sonnenkollektoren sind mit einer automatischen Zusatzheizung kombinierbar, die an sonnenarmen Tagen den Wärmekomfort sicher stellen, z.B. Holzheizung, Wärmepumpe, Öl- oder Gaskessel.
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Sonnenkollektoren – die Ausrichtung ist entscheidend
Am optimalsten ist eine Ausrichtung der Sonnenkollektoren nach Süden, Abweichungen bis 30° führen allerdings nur zu wenigen Einbussen.
Auch bei grösseren Abweichungen sind Sonnenkollektoren noch möglich. Eine Dachneigung zwischen 15 und 60° ist am optimalsten je nach Jahreszeit und Art des Sonnenkollektors.
Sonnenkollektoren zur Warmwassererwärmung
Für die Brauchwasserversorgung von 1 bis 2 Wohnungen, werden 4 – 9 m2 Sonnenkollektoren, Warmwasserspeicher, Verbindungsleitung und Steuerung benötigt. Diese Solaranlage spart etwa 2’000 bis 2’600 kWh Energie pro Jahr, was ca. 200 bis 260 Litern Heizöl entspricht. Dies deckt rund zwei Drittel des erforderlichen Warmwassers. Der übrige Bedarf muss im Winter mit einem Heizkessel oder einer Wärmepumpe ergänzt werden. Der Warmwasserspeicher, sollte ungefähr das Doppelte des Tagesverbrauches fassen, um sonnenarme Tage zu überbrücken.
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Sonnenkollektoren für Warmwasser und Heizung
In Ein- und Zweifamilienhäusern werden etwa die Hälfte der in der Schweiz installierten Sonnenkollektoren zur Erzeugung von Wärme für Raumheizung und Warmwasser genutzt. Diese sind etwas teurer als Sonnenkollektoren für Warmwasser, aber erstaunlich günstig verglichen mit Heizungsanlagen ohne Solarunterstützung. Sehr gut gedämmte Gebäude benötigen so wenig Energie für die Raumheizung, dass eine (Kombi-) Solaranlage bei normalen Kosten über 50% der gesamten Warmwasser- und Raumheizenergie liefern kann. Zur Sonnenenergiegewinnung braucht es etwa 11 bis 16 m2 Kollektorfläche.
Sonnenkollektoren für die Warmwasserversorgung im Mehrfamilienhaus
In Mehrfamilienhäusern dienen Sonnenkollektoren zum Vorwärmen des Warmwassers. Diese Anlagen werden jeweils nach Mass geplant und gebaut. Etwa ein Drittel der Wasserwärme wird so durch Sonnenenergie produziert. Das beste Kosten-Nutzen-Verhältnis weisen Anlagen mit 1.5 bis 3 m² Sonnenkollektoren pro Wohnung auf. Der Sonnenenergieertrag liegt bei 500 bis 800 kWh/m2 pro Jahr. Bis zu 80 Liter Heizöl pro m2 Sonnenkollektor können damit ersetzt werden.
Typen von Sonnenkollektoren
Zum Einfangen von Sonnenstrahlen existieren drei verschiedene Arten von Sonnenkollektoren, zur Heizung von Pools Kunstoffkollektoren, zur Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung Röhrenkollektoren oder Flachkollektoren. Flachkollektoren können bei guter Dimensionierung über die Hälfte des Warmwassers erwärmen und stellen die preiswertere Standardausführung dar. In der Herstellung aufwändiger und teurer ist der Röhrenkollektor, der dafür einen erheblich höheren Wirkungsgrad aufweist. Der Kunststoffkollektor verfügt über den schwächsten Wirkungsgrad, stellt dafür aber die preiswerteste Variante dar.
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Preise für Sonnenkollektoren
Der Preis pro m2 Sonnenkollektor inkl. Speicherkapazität variiert zwischen 1400.- Fr und 1800.- Fr, je nach Art und Leistung.
Sonnenkollektor-Anlage zur Wassererwärmung
Sonnenkollektor-Anlagen mit 5m2 Fläche zur Warmwasseraufbereitung werden fertig montiert zu einem Preis von 10’000 bis 14’000 Franken angeboten. Der Materialpreis liegt zwischen ca. 8’500 und 11’000 Franken.
Sonnenkollektor-Anlage zur Wassererwärmung und Raumbeheizung
Etwa 11 bis 16 m2 Sonnenkollektoren-Fläche kosten zwischen rund 20’000 und etwas über 30’000 Franken. Hinzu kommen ein paar Tausend Franken für die Installation. Bei grösseren Wohnhäusern müssen die Sonnenkollektoren durch einen kompetenten Fachingenieur konzipiert werden.
Vorwärmen im Mehrfamilienhaus
Die Kosten von Vorwärm-Anlagen mit Sonnenkollektoren liegen im Bereich von 1’000 bis 1’500 Fr. pro m² Kollektorfläche, wovon die Sonnenkollektoren etwa die Hälfte betragen. Pro Person wird mit 1 bis 1,5 m2 Fläche gerechnet.