Was ist eine Hybridkollektor - Anlage?
Ein Hybridkollektor - Anlage vereint die solare Wärmeerzeugung durch den gleichzeitigen Einsatz der Wärmeträger Wasser und Luft in einem Kollektor.
Sie ist also gleichzeitig Wasserkollektor - und Luftkollektor - Anlage.
Die Eigenheiten von Wasser und Luft:
Wasser wärmt sich langsam auf, kühlt jedoch ebenso langsam wieder ab, hat also im Vergleich zu Luft eine höhere Wärmespeicherkapazität.
Wasserkollektoren werden eingesetzt zur Erwärmung von Brauch- wasser im Haushalt und zur Wärmespeicherung in Kombi- oder Pufferspeichern.
Die Warmwasserbereitung steht während der sonnen- strahlungsreichen Sommermonate im Vordergrund.
Luft erwärmt sich wesentlich schneller (5000 mal) als Wasser, kühlt jedoch auch schneller ab.
Luftkollektoren werden eingesetzt zur Beheizung von Gebäuden.
Die Heizungsunterstützung durch Warmluft steht während der Wintermonate im Vordergrund.
Bei -4 ° C Außentemperatur haben wir bei Sonnenschein eine Luftaustrittstemperatur von +42 °C gemessen!
Das Fazit:
Da die Kraft der Sonne in den Wintermonaten nicht genügt, das Brauchwasser auf die geforderten Temperaturen zu erwärmen, erbringt ein Wasserkollektor im Winter nur wenig Leistung.
Im Sommer ist eine Beheizung des Hauses z.T. nicht erforderlich, die Luftkollektorleistung wird nicht nachgefragt. Daher erbringt ein Hybridkollektor durch den ganzjährigen Betrieb mehr Betriebsstunden und demzufolge auch wesentlich mehr Leistung.
Der Hybrid-Luft-Wasser-Kollektor HSK 2005
20 °C sind die niedrigste brauchbare Temperatur in einem Wohngebäude. Um sie effektiv zu nutzen, muss man die im Kollektor entstehende Wärme in der Heizperiode schnellstmöglich zum Bestimmungsort leiten.
Zwei primäre Nachteile herkömmlicher Flachkollektoren konnten wir mit der Hybridtechnik abstellen:
Bei schon geringer Strahlungsleistung der Sonne in der Heizperiode wird die Luft als Wärmeträger ca. 5.000 mal schneller erwärmt als Wasser.
Ab 25 °C Lufttemperatur wird die Wärme aus dem Kollektor abgeschöpft und lange Aufheizphasen wie bei der Wassererwärmung entfallen.
In der Heizperiode sind nur relativ geringe Speichertemperaturen zu erreichen. Bei Speichertemperaturen von ca. 35 °C und einer Kollektortemperatur von 38 °C wird bei herkömmlichen Kollektoranlagen keine Wärme aus dem Kollektor geleitet. Der Kollektor kühlt unverrichteter Dinge wieder aus. Der Hybridkollektor leitet die Wärme schon ab 25 °C ab.
Somit lässt sich eine Kollektorleistung von 750 kWh / m² a erreichen. Würden wir mit unserem Kollektor nur Wasser erwärmen, würde die Kollektorleistung nur 525 kWh / m² betragen.Die Differenz von 225 kWh / m² ist Ergebnis der deutlich verlängerten Laufzeit des Kollektors durch den winterlichen Luftbetrieb.
Kommentare zum Hybrid-Luft-Wasser-Kollektor HSK 2005:
Österreichisches Forschungs- und Prüfzentrum Arsenal in Wien "Der Hybridkollektor stellt ein gelungenes System der Kombination von Warmwassergewinnung und Lufterwärmung dar. Der Wasserführende Teil erreicht Wirkungsgrade, die andern hochqualitativen Wasserkollektoren entsprechen. Hinsichtlich der Leistungsfähigkeit im Luftbetrieb ist dieser Kollektor – im Vergleich mit anderen von arsenal research geprüften Luftkollektoren – als sehr gut einzustufen.
"Fachhochschule Lausitz"
Der Hybrid-Luft-Wasser-Kollektor stellt in der thermischen Solartechnik eine bemerkenswerte Innovation dar. Die Erzeugung von Wasserwärme und Luftwärme in einem Kollektor weist außerordentliche Vorzüge auf. Ohne nennenswerte Wirkungsgradeinbußen gegenüber „Normalkollektoren“ wird die Laufzeit wesentlich verlängert, weil auch schon niedrige Lufttemperaturen nutzbar sind.
Insofern weist der Hybridkollektor den entscheidenden Vorzug von Luftkollektoren auf. Weil Warmluft mit sinnvollem Apparateaufwand fast nur zur Heizung verwendet werden kann, bleibt unter sommerlichen Bedingungen, wenn keine Heizung erforderlich ist, solare Wärme ungenutzt.
Dies vermeidet der Hybridkollektor, indem er zu diesen Zeiten Warmwasser erzeugt. Er vereinigt in sich die Vorzüge von Wasser- und von Luftkollektor. Dies spiegelt sich auch in einem bemerkenswert hohen Kollektorertrag wieder, der mit ca. 750 kWh / m² a alle anderen Kollektorbauarten so weit übertrifft, dass schon von einem qualitativen Sprung in der thermischen Solartechnik geredet werden kann."
Solarerträge(Ertragsnachweise) Nachweis eines Kollektor - Mindestertrages
entsprechend den Richtlinien des Bundesministers für Wirtschaft zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien vom 1.8.95
Für den Solarkollektor Hybrid - Luft - Wasser - Kollektor HSK 2005
des Herstellers
ERSOTEC
Solartechnik GmbH
Am Bahndamm 11
19309 Lenzen
Wird ein Kollektormindestertrag von 645 kWh/m²a bei Betrieb als Wasserkollektor – Nachweis entsprechend der "Empfehlung zum Nachweis eines Kollektormindestertrags" vom 30.11.95 des Deutschen Fachverbands Solarenergie e.V.
804 kWh/m²a bei Betrieb als Hybridkollektor (Erwärmung der Außenluft zur Gebäudeheizung im Vorrang vor dem Betrieb als Wasserkollektor) – Nachweis entsprechend der "Empfehlung zum Nachweis eines Kollektormindestertrages" vom 30.11.95 des Deutschen Fachverbands Solarenergie e.V. ergänzt durch die Simulation eines Einfamilienhauses.
839 kWh/m²a bei Betrieb als Hybridkollektor (Erwärmung der Außenluft zur Gebäudeheizung gleichzeitig mit dem Betrieb als Wasserkollektor) – Nachweis entsprechend der "Empfehlung zum Nachweis eines Kollektormindestertrages" vom 30.11.95 des Deutschen Fachverbands Solarenergie e.V. ergänzt durch die Simulation eines Einfamilienhauses bestätigt. Der Nachweis basiert auf Simulationsrechnungen mit Hilfe von TRNSYS/IISiBat3 Version 15 für das Testreferenzjahr 5 (Standort Würzburg) des Deutschen Wetterdiensts. Als technische Daten wurden die Ergebnisse der Prüfung des Kollektors durch arsenal research GmbH, Wien, Projekt-Nr. 90621 vom 20.12.00 zu Grunde gelegt. Die einzelnen Berechnungsergebnisse finden sich in den Anlagen.Solarerträge(Ertragsnachweise)
Weitere Informationen zu den verschiedenen Möglichkeiten die Ihnen der Hybrid - Kollektor für die verschiedenen Montagearten, sowie die Einbindung in neue oder bestehende Systeme bietet, finden Sie hier.
Der Kollektor
Montagearten
Anbindung an bestehende Systeme
Anbindung an bestehende Systeme - Systemerweiterungen
