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Impressum
5
Inhaltsverzeichnis
6
Vorwort
9
1 Bedeutung der Solarthermie in einem zukünftigen Strom-Wärme-System
10
2 Das Strahlungsangebot der Sonne
16
2.1 Jahreszeitliche und wetterbedingte Schwankungen
16
2.2 Einfluss von Ausrichtung und Neigung von Empfangsflächen
17
2.3 Einfluss von Verschattung
20
2.3.1 Temporäre Verschattung
20
2.3.2 Verschattungsanalyse
20
3 Wie funktioniert eine thermische Solaranlage?
24
3.1 Solare Trinkwassererwärmung
25
3.2 Solare Heizungsunterstützung
26
4 Komponenten
28
4.1 Kollektoren
28
4.1.1 Unverglaste Kollektoren
28
4.1.2 Flachkollektoren
29
4.1.3 Luftkollektoren
34
4.1.4 Vakuumröhrenkollektoren
34
4.1.5 Vakuumflachkollektoren
38
4.1.6 PVT-Kollektoren
39
4.2 Wärmespeicher
40
4.2.1 Arten der Wärmespeicherung
40
4.2.2 Trinkwasserspeicher
43
4.2.3 Kombispeicher
46
4.2.4 Heizungspufferspeicher
48
4.2.5 Speichermaterialien und -bauweisen
48
4.2.6 Wärmeübertrager
52
4.2.7 Kennwerte
53
4.2.8 Auslegung
54
4.3 Verrohrung und Regelung
55
4.3.1 Rohrleitungen
55
4.3.2 Regelung und Wärmemengenmessung
57
5 Solarthermische Systeme
60
5.1 Systeme zu Trinkwassererwärmung
60
5.2 Systeme zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung
63
5.2.1 Günstige Rahmenbedingungen
64
5.2.2 Systeme zur Heizungsunterstützung mit Kurzzeitspeicher
66
5.2.3 Systeme mit Saisonspeicher
71
5.3 Nachheizung
78
5.4 Gebäudesanierung und Solarthermie
79
5.5 Mehrfamilienhäuser, Geschosswohnungsbau und Gewerbe
81
5.5.1 Durchflusssysteme (Pufferspeicherentladung im Durchflussprinzip)
82
5.5.2 Speicherladesysteme
83
5.5.3 Solare Energie-Zentrale (SEZ)
84
5.5.4 Solare Prozesswärme
85
6 Planung und Dimensionierung
88
6.1 Kundenwunsch und Einflussgrößen
88
6.1.1 Solarer Deckungsanteil und Systemnutzungsgrad
89
6.2 Faustformeln
91
6.3 Simulationsprogramme
96
6.4 Häufige Planungsfehler
97
7 Montage, Inbetriebnahme und Wartung
99
7.1 Kollektormontage
99
7.1.1 Montage auf ein geneigtes Dach
99
7.1.2 Montage auf ein Flachdach
101
7.1.3 Verschattung durch mehrere Kollektorreihen
101
7.1.4 Montage an der Fassade
102
7.1.5 Aufbau des Kollektorfeldes
103
7.1.6 Montage der weiteren Anlagenkomponenten
104
7.1.7 Montage der Messfühler und des Reglers
109
7.2 Häufige Montagefehler
109
7.3 Inbetriebnahme und Abnahme
115
7.3.1 Spülen des Solarkreises
115
7.3.2 Dichtigkeitsprüfung
116
7.3.3 Befüllen mit Solarflüssigkeit und Entlüften
116
7.3.4 Einstellen von Pumpe und Regelung
117
7.3.5 Abnahme der Anlage
117
7.4 Wartungsarbeiten
118
8 Kosten, Nutzen, Wirtschaftlichkeit
119
8.1 Systemkosten
119
8.2 Zu erwartende Energieeinsparung
120
8.3 Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
122
8.3.1 Verfahren der Wirtschaftlichkeitsrechnung
122
8.3.2 Kostenarten
124
8.3.3 Die Verfahren im Einzelnen
124
8.4 Energierücklaufzeit
127
8.5 Förderprogramme
128
9 Qualitätssicherung
130
9.1 Prüfsiegel und Gütezeichen
130
9.2 Konzept »Garantierte Erträge«
131
10 Rechtliche Rahmenbedingungen
135
10.1 Energieeinsparverordnung (EnEV) 2013/14 – Wohngebäude
135
10.2 Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG)
140
10.3 Öko-Design-Richtlinie
143
11 Praxisbeispiele
145
Solarthermische Anlage zur Trinkwassererwärmung für ein Einfamilienhaus
146
Solarthermische Anlage zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung für ein Einfamilienhaus
147
Solarthermische Anlage?zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung für ein Einfamilienhaus
148
Sonnenhaus
149
Konzept eTank
150
Eisspeicher
151
12 Ziele der Forschungsförderung
152
12.1 Forschungsergebnisse
153
12.2 Forschungsförderung Solarthermie – Organisation und Budgets
154
12.3 Europäische Solarthermieforschung
155
13 Zitierte Literatur und Abbildungsverzeichnis
156
13.1 Zitierte Literatur
156
13.2 Abbildungsverzeichnis
157
14 Forschungsvorhaben der Bundesregierung
159
14.1 Laufende und kürzlich abgeschlossene Forschungsvorhaben
159
14.2 Forschungsberichte
162
15 Weiterführende Literatur
164
16 Autoren
169
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