Bauteile des Solarwarmwasserbereiters

Eine Basis-Solaranlage zur Warmwasserbereitung benötigt nur drei Komponenten: einen Wärmekollektor, einen Speicher und Verbindungsrohre. Systeme, die in den 1970er Jahren hergestellt wurden, als Homesteader mit der Entwicklung der Technologie begannen, waren nicht viel komplizierter und viele von ihnen sind noch immer in Betrieb. Die solare Warmwassertechnologie hat sich jedoch zu einer energiesparenden Option in Klimazonen mit eisigen Temperaturen und begrenzter Sonneneinstrahlung entwickelt. Dementsprechend vielfältiger und anspruchsvoller sind die Komponenten moderner Warmwasserbereitungsanlagen.

Viele Gehöfte verwendeten passive, offene Systeme, bei denen das Wasser, das zwischen den Kollektoren und dem Speicher zirkulierte, das Wasser war, das sie zum Trinken und Baden verwendeten. Passive Systeme sind jedoch nicht so effizient wie solche mit Umwälzpumpen, und das Wasser in offenen Systemen gefriert. Folglich sind moderne Kaltwettersysteme aktive, geschlossene Systeme. Sie zirkulieren eine Flüssigkeit wie Wasser, Glykol oder Methanol zwischen dem Kollektor und einer Wärmetauscherschlange im Speicher. Wenn die Flüssigkeit Wasser ist, enthalten sie oft einen Mechanismus zum Ablassen des Wassers aus den Kollektoren, wenn die Sonne untergeht.

Ein Solar-Warmwasserkollektor kann so einfach sein wie ein schwarzer Tank, der mit Wasser gefüllt ist. Solche Batch-Sammler sind jedoch nicht die Norm. Flachbildschirme sind häufiger anzutreffen, und es gibt zwei Haupttypen. Der erste Typ, der leicht als DIY-Projekt zu bauen ist, ist im Wesentlichen eine flache, isolierte, schwarze Box, die mit einer Kupfer- oder Kunststoffrohrspule gefüllt und mit Glas bedeckt ist. Der andere sieht von außen ähnlich aus, enthält jedoch anstelle von Rohren eine Reihe von Kupferrohren, die von evakuierten Glasrohren umgeben sind. Das Design ermöglicht eine effiziente Erwärmung der Flüssigkeit in den Rohren und minimiert gleichzeitig den Strahlungswärmeverlust.

Ein konventioneller Warmwasserbereiter ist ein geeigneter Speicher für solares Warmwasser, und es ist möglich, einen vorhandenen Warmwasserbereiter eines Hauses an einen offenen Heizkreis anzuschließen. Ein Tank für ein geschlossenes System muss jedoch einen vorinstallierten Wärmetauscher und Anschlüsse sowohl für die Heizflüssigkeit als auch für das Wasser haben. Es ist normalerweise einfacher, einen speziell für den Einsatz in einem geschlossenen Kreislauf hergestellten Tank zu kaufen, als einen herkömmlichen Tank umzurüsten. Systeme, die einen Drain-Back-Ansatz verwenden, bei dem das Wasser nachts aus den Rohrschlangen abläuft, benötigen einen separaten Vorratstank für dieses Wasser.

Die Temperatur des Wassers in einem Solarwarmwasserbereiter kann so heiß werden wie das Wasser in einem herkömmlichen Warmwasserbereiter – oder sogar noch heißer –, daher benötigt der Tank ein Temperatur- und Druckbegrenzungsventil. Da sich Wasser beim Erhitzen ausdehnt, benötigen die meisten Systeme außerdem ein Ausdehnungsgefäß. Sofern es sich nicht um ein System handelt, in dem Wasser durch Konvektion zirkuliert, benötigt es eine Umwälzpumpe. Darüber hinaus benötigt ein Drain-Back-System einen Temperatursensor und eine Pumpe für das Heizungswasser. Die Pumpen und Sensoren sind typischerweise mit einer elektronischen Kontrollstation verbunden.