Die Praxistipps bei "zu viel Sonne"

Der Anlagen-Stillstand

Während eines sonnenreichen Sommers kann meist nicht so viel Energie verbraucht werden, wie uns die Sonne liefert. Man müsste den ganzen Tag warm (!) duschen und baden.*

Da die Sonne hier kein Einsehen hat, schaltet die Steuerung die Solaranlage (also die Solarpumpe) aus, sobald der Wasserspeicher einen Maximalwert erreicht hat. Die Anlage geht in Stillstand. Damit wird die Sonnenenergie nicht mehr aus dem Kollektor abtransportiert und er erreicht Temperaturen über 150°C. Das Wasser im Kollektor verdampft und dehnt sich aus, der ganze Absorber ist mit Wasserdampf gefüllt, das Wasser wird durch den Dampfdruck aus dem Kollektor geschoben..

Dieser Zustand ist zwar nicht unbedingt erwünscht, bei einer richtig ausgelegten und montierten Anlage grundsätzlich aber kein Problem!

Im Solarkreis befindet sich ein Ausdehnungsgefäß, das groß genug ist, das durch den Dampf im Kollektor verdrängte Wasservolumen aufzunehmen. Und abends, wenn die Temperaturen im Kollektor wieder sinken, kondensiert der Dampf, und aus dem Ausdehnungsgefäß wird das Wasser zurück ins System gedrückt. Am nächsten Morgen kann die Anlage dann wieder wie gewohnt in Betrieb gehen.

Folgende Probleme können beim Stillstand auftreten:

Abblasen der Anlage über das Sicherheitsventil

Der Druck in der Anlage wird zu hoch, das Sicherheitsventil öffnet und lässt Solarflüssigkeit austreten. Vorsicht! Die austretende Flüssigkeit ist sehr heiß. Deshalb sollte eine „Abblas-Leitung“ am Sicherheitsventil montiert sein, die verhindert, daß die Flüssikeit unkontrolliert in den Raum gelangt. Am Ende der Abblasleitung fängt ein Eimer oder Frostschutzmittelbehälter die Flüssigkeit auf – die Leitung sollte nicht in den Abfluß führen. Damit kann ein Abblasen auch ohne Anwesenheit durch eine Änderung des Pegelstands im Eimer erkannt werden und nach Beseitigung der Ursache (s.u.) die aufgefangene Flüssigkeit wieder ins System gepumpt werden.

Mögliche Ursachen:

  • Anlagendruck war bereits im kalten Zustand zu hoch
  • Vordruck des Ausdehnungsgefäß war falsch eingestellt
  • Ausdehnungsgefäß ist defekt
  • Ausdehnungsgefäß ist zu klein

Abhilfe: Druck im kalten Zustand (frühmorgens) prüfen und richtig einstellen. Ausdehnungsgefäß überprüfen, evtl. Vordruck korrigieren, austauschen oder vergrößern

Klopfen - Geräusche im Kollektor

Im Kollektor verdampfen immer wieder einzelne Wassertropfen. Dies passiert meist, wenn das Wasser nicht in beiden Richtungen zum Ausdehnungsgefäß gedrückt werden kann, oder bei ungünstiger Verrohrung zwischen den Kollektoren.

Abhilfe: Rückschlagklappen im Solarkreis manuell öffnen (Notlösung! Müssen spätestens im Herbst wieder geschlossen werden!), Umbau der Kollektorverrohrung, der Solargruppe. Am besten: Vermeiden des Stillstands (s.u.)

Kein Solarertrag

Wenn der Kollektor sich einmal im Stillstand befindet, kann er, solange weiterhin die Sonne scheint, nicht mehr in Betrieb genommen werden. Die Pumpe schafft es nicht, die Dampfblase aus dem Kollektor zu drücken. Wenn dann der Speicher am Nachmittag durch Verbrauch wieder geleert (gekühlt) wird, lädt die Anlage trotzdem nicht mehr nach.

Abhilfe: grösserer Speicher, Verbrauch auf den Vormittag legen

Warmwasser zu heiß

Wenn der (Warmwasser-) Speicher von der Sonne voll aufgeheizt wird (also je nach Einstellung bis zu 95°C), dann kann eventuell auch das Warmwasser, das in der Wohnung gezapft wird, diese Temperatur erreichen. Dies ist, insbesondere für Kinder im Haus, gefährlich: man kann sich verbrühen.

Abhilfe: Installation eines „Brauchwasser-Mischers“. Dies ist ein thermisches Mischventil, welches dem Heißwasser, das dem Speicher entommen wird, Kaltwasser beimischt und die Zapftemperatur somit auf einen einstellbaren Wert (z.B. 60°C) begrenzt.

Stillstand vermeiden

Auch wenn der Stillstand der Solaranlage grundsätzlich und technisch kein Problem darstellt, so werden die Materialien und insbesondere das Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch doch thermisch stark belastet, was die Lebensdauer unter Umständen verkürzt. Bei häufigem Stillstand sollte deshalb der pH-Wert des Solarkreises häufiger kontrolliert werden: Ein Abfall des pH-Wertes unter 7 zeigt eine Zersetzung des Frostschutzmittels an; es sollte dann ausgetauscht werden.

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um den Stillstand zu vermeiden:

Nächtliche Abkühlung des Speichers

Um den Stillstand zu vermeiden, kann der Speicher nachts etwas abgekühlt werden. Dazu setzt man die Solar-Pumpe auf niedrigster Stufe von Hand in Betrieb. Die Wärme aus dem Speicher wird in den kalten Kollektor gepumpt und der untere Speicherteil gekühlt. Und am nächsten Tag kann die Sonne ihn wieder laden. Moderne Steuerungen übernehmen dies Aufgabe in den Sommermonaten automatisch.

Erhöhung der Kollektorverluste

Auch der Kollektor kann "gekühlt" werden. Dazu wird in der Steuerung ein größere Temperaturdifferenz (zwischen Kollektor und Speicher) und eine niedrigere Drehstufe an der Pumpe eingestellt. Der Kollektor wird damit im Betrieb (bei noch nicht vollem Speicher) unnötig heiß und die thermischen Verluste im Kollektor und den Leitungen damit absichtlich erhöht und Überschüsse vermieden. Bei drehzahlgeregelten Pumpen im Solarkreis sollte dazu  eine Kollektortemperatur knapp unter dem Siedepunkt gehalten werden (je nach Druck und Frostschutzanteil 100-110°C).

Erhöhung des Verbrauchs

Am besten ist es aber natürlich, wenn das Energie-Überangebot sinnvoll genutzt wird. Dazu sollten alle Warmwasser-Verbraucher an die Solaranlage angeschlossen werden:

Wenn die Warmwassertemperatur im Haus auf 60°C begrenzt ist (s.o. Warmwasser zu heiß) kann die Geschirrspülmaschine meist direkt an das Warmwasser angeschossen werden (Herstellerangaben beachten). Damit werden nicht nur die sommerlichen Überschüsse genutzt, es wird zudem das ganze Jahr die teure elektrische Energie zum Aufheizen des Spülmaschinenwassers eingespart.

Auch die Waschmaschine kann, statt mit kaltem Wasser, mit Warmwasser von der Solaranlage versorgt werden. Leider besitzen jedoch nur noch wenige Maschinen am Markt (meist aus dem professionellen Bereich) die Möglichkeit eines zusätzlichen Warmwasseranschlußes. Für „normale“ Waschmaschine muß die zufließende Temperatur, je nach Waschgang, z.B. auf 30°C begrenzt werden. Deshalb ist hier ein separates Waschmaschinen-Vorschaltgerät nötig, an dem diese Waschtemperatur eingestellt werden kann. Bewährt hat sich hier das Gerät „MS-1002“, welches auch bei der Solargesellschaft erhältlich ist.

Bei einer Warmwasser-Zirkulationsleitung mit Pumpe kann in den Überschußzeiten diese Pumpe in Dauerbetrieb genommen werden. Durch den Wärmeverlust in den Zirkulationsleitungen (u.U. mehrere kW!) wird der Warmwasserverbrauch künstlich erhöht, der Komfort – sofort heißes Wasser an der Zapfstelle – steigt, und es findet zudem eine nachhaltige Desinfektion der Zirkulationsleitungen statt.

Bei Solaranlagen zur Heizungsunterstützung kann bei einem Sonnenüberangebot evtl. auch die Heizung im Sommer in Betrieb genommen werden. Dies ist insbesondere im Altbau mit einem feuchten Keller eine gute Nutzung des Überschusses. Wenn alle Heizkörper im Rest des Hauses wirklich geschlossen sind (Stellung „0“, korrektes Schließen des Ventils überprüfen), werden diese Räume nicht unnötig heiß, und die Sonne hilft, den Keller zu trocknen.

Mit einer Kombination all dieser Maßnahmen kann ein Anlagenstillstand auch im heißen Sommer in den allermeisten Fällen vermieden werden und ein Abdecken der Kollektoren wie in obigem Bild ist unnötig.

 

* Diese Erläuterungen beziehen sich hauptsächlich auf Warmwasser-Anlagen, sind jedoch auch bei heizungsunterstützenden Anlagen zutreffend. Hier kann allerdings – bei einem sehr großen Speicher – der sommerliche Überschuss auch eingelagert werden und dient dann im Winter zum Heizen (s.  Infos zum Opens internal link in current windowSonnenhaus-Konzept oder Opens external link in new windowwww.sonnenhaus-institut.de).