Schweizer-Energie

Häufig gestellte Fragen und Antworten rund ums Thema Sonnenkollektoren:

Welche Art der solaren Energiegewinnung gibt es?

Mit Sonnenenergie kann unmittelbar Warmwasser für den Sanitär- und Heizungsbereich erzeugt werden (sog. thermische Solarenergie). Dafür werden überwiegend Vakuum-Röhrenkollektoren (VRK) oder Flachkollektoren (FK) eingesetzt. Beide Kollektortypen unterscheiden sich wesentlich in ihrer Bauart und insbesondere in ihrem Wirkungsgrad. Je nach Kollektor-Typ- und Bauart kann ein Wirkungsgrad von bis zu 90% erreicht werden, d.h. 90% der einfallenden Sonnenenergie können unmittelbar in Wärme umgewandelt werden.
Sonnenenergie kann auch mittels sog. Photovoltaik direkt in elektrische Energie umgewandelt werden. Der Wirkungsgrad handelsüblicher Photovoltaik-Module beträgt ca. 10 - 12%.

Wann ist der Einsatz von thermischer Solarenergie bzw. Photovoltaik sinnvoll?

Der Energiebedarf für die Erzeugung von Warmwasser (Sanitärwarmwasser und Heizung) beträgt im Bereich der Privathaushalte ca. 85%. Die restlichen ca. 15% des gesamten Energiebedarfs entfallen auf elektrische Energie für Licht, elektrische Geräte usw.
Eine thermische Solaranlage kann daher (bei vergleichbarer Anlagengrösse) grundsätzlich einen weitaus höheren Beitrag zur Energie-Einsparung im privaten Haushalt leisten als die Photovoltaik. Hinzu kommt der viel höhere Wirkungsgrad bei der Erzeugung thermischer Solarenergie (s.o.), so dass eine Investition in eine thermische Solaranlage  - insbeondere mit hocheffizienten Vakuum-Röhrenkollektoren - einen grossen Beitrag zur Energieeinsparung und zum Umweltschutz leisten kann.

Kann mit thermischer Solarenergie eine dezentrale Energieversorgung erreicht werden?
Die gewonnene Sonnenenergie wird sehr einfach in einem Warmwasser-Speicher in unmittelbarer Nähe zum Kollektorfeld gespeichert - und auch in unmittelbarer Nähe dieses Speichers wieder verbraucht, d.h. eine dezentrale Energieversorgung ist hier mit sehr geringem Aufwand möglich.
Bei Photovoltaik-Anlagen dagegen muss die überschüssig erzeugte elektrische Energie entweder in Akkumulatoren oder mittels spezieller technischer Anlagen in ein bestehendes Stromnetz eingespeist werden. Daher ist Photovoltaik insbesondere in Gebieten sinnvoll, in welchen eine Versorgung mit elektrischer Energie nur unter grossem Aufwand und Kosten realisiert werden kann (z.B. Berghütten, Gartenhäuser usw.).

Was sind die Vorteile einer thermischen Solaranlage mit Vakuum-Röhrenkollektoren gegenüber Flachkollektoren?

1. Durch die äusserst wirksame Vakuum-Isolation bringt eine VRK-Anlage auch in der kalten Jahreszeit vollen Wärmeertrag und stellt daher eine effiziente Heizungsunterstützung dar.
2. Eine VRK-Anlage kann ohne Auftständerung an Balkongeländern und Fassaden sowie auf Flach- und Schrägdächern montiert werden. Die Ausrichtung auf die Sonne wird über die Einbaulage der einzelnen Röhren erreicht. Dadurch reduzieren sich die Montagekosten gegenüber einer Flachkollektor-Anlage enorm.
3. Eine steile Ausrichtung der einzelnen Röhren im VRK-Kollektor erlaubt eine einfache Optimierung der Anlage auf die flachstehende Sonne in der Übergangszeit. Damit kann der höchste Wärmeertrag einer Anlage von den Sommermonaten in die Monate März/April und September/Oktober verschoben werden und damit eine deutliche Heizungsunterstützung erreicht werden.
4. Vakuum-Röhrenkollektoren kennen  - im  Gegensatz zu Flachkollektoren - keine Kondenswasser-Problematik. Daher ist ihre Lebensdauer bei gleichbleibend hohem Wirkungsgrad nahezu unbegrenzt.

Welche Montage-Varianten sind für Vakuum-Röhrenkollektoren (VRK) möglich?

Möglich ist die Montage auf allen Flach- und Schrädächern mit Süd-, West und Ost-Ausrichtung sowie an allen nach Süden ausgerichteten Balongeländern und Fassaden. In höheren Lagen ist die Montage an Balkongeländern und Fassaden wegen der Schneefreiheit der Anlage unbedingt zu empfehlen.
Die ideale Ausrichtung der Anlage wird individuell durch die Ausrichtung der einzelnen Röhren während des Herstellungsprozesses vorgenommen.

In welcher Bauform werden die SWISSPIPE-Vakuum-Röhrenkollektoren von Schweizer-Energie geliefert?

Die SWISSPIPE-Kollektoren werden standardmässig als 6- oder 9-Röhren-Module mit einer effektiven Absorberfläche von 1.3 bzw. 2.0 m² / Modul geliefert.
Da die SWISSPIPE-Kollektoren zu nahezu 100% von der Fa. Schweizer-Energie selber hergestellt werden, kann bei Bedarf jede andere individuelle Bauform geliefert werden. Insbesondere kann z.B. die Länge der Module (max. 2.92 m) bei einer Montage am Balkongeländer entsprechend dem verfügbaren Platz angepasst werden.

Wie  gross sollte eine Vakuum-Röhrenkollektor-Anlage dimensioniert sein?

Für eine Anlage, welche nur die Erzeugung von Sanitär-Wamwasser unterstützt (Waschen, Duschen etc.) sollte pro Person im Haushalt 1.0 - 1.5 m² Kollektorfläche (effektive Absorberfläche) installiert werden. Mit einer solchen Anlagengrösse können ca. 70% - 80% des ganzjährigen Bedarfs für Sanitär-Warmwasser erzeugt werden.
Soll auch die Heizung mit einer VRK-Anlage unterstützt werden, sollte eine effektive Absorberfläche von 2 - 3 m² pro Person installiert werden. Damit lässt sich ein solar erzeugter Anteil des gesamten Warmwasserbedarfs von 50 - 70% erreichen. Für einen 4-Personen-Haushalt würde eine solche Anlage ca. 10m² effektive Absorberfläche aufweisen.

Wie gross muss der Warmwasser-Speicher einer VRK-Anlage sein?

Das bereitgestellte Seichervolumen sollte ca. 150 ltr pro m² installierter Absorberfläche betragen. Z.B. würde für einen 4-Personen-Haushalt mit 10 m² installierter Absorberfläche der Speicherinhalt ca. 1.500 ltr. betragen.
Ein zu kleiner Speicher würde sich evtl. über 95 C aufheizen, ein zu grosser Speicher in der Übergangszeit evtl. nicht die gewünschten Temperaturen erreichen.

Kann ein bereits vorhandener Warmwasser-Speicher weiterverwendet werden?

Grundsätzlich kann jeder bereits vorhandene Warmwasser-Speicher weiterverwendet werden. Zu beachten ist jedoch, dass das gesamte zur Verfügung gestellte Seichervolumen ca. 150 ltr/m² effektiver Absorberfläche beträgt. Dieses Gesamtvolumen kann auch durch  Kombination mehrerer Speicher realisiert werden. Mindestens einer der Speicher sollte dabei einen  integrierten Wärmetauscher für die Solaranlage, d.h. für den solaren Primärkreislauf, aufweisen.
Alternativ kann jedoch auch ein externer Platten-Wärmetauscher zum Einsatz kommen.

Mit welcher Art von Zusatzheizung kann eine VRK-Anlage installiert werden?

Jede Art von Zusatzheizung kann mit einer VRK-Anlage kombiniert werden, also jede Öl-, Gas-, Strom-, Pellet-, Holz- oder Wärmepumpen-Heizung.
Dabei ist zu beachten, dass die Zusatzheizung so gross dimensioniert sein sollte, dass sie das Gebäude gegebenenfalls zu 100% alleine mit Heizungs- und Sanitär-Warmwasser versorgen kann.

Können Vakuum-Röhrenkollektoren z.B. durch Hagel beschädigt werden?

Gewöhnlicher Hagel kann den aus hochfestem Borosilkatglas hergestellten Röhren nichts abhaben. Kommt es in (sehr seltenen) Fällen duch sehr grosse mechanische Einwirkung dennoch einmal zu einer Beschädigung einer oder mehrerer Röhren, so können diese problemlos durch die Fa. Schweizer-Energie ausgetauscht werden. Eine beschädigte Röhre weist i.d.R. zwar nicht mehr das ursprüngliche hohe Vakuum auf, ist damit aber zumindest noch ebenso gut wie ein sehr guter Flachkollektor.

Ist eine Solaranlage mit Vakuum-Röhrenkollektoren zwingend teurer als eine Anlage mit Flachkollektoren?

Nein. Der Anschaffungspreis pro m² reiner Absorberfläche liegt bei Vakuum-Röhrenkollektoren zwar deutlich über dem entsprechenden Preis von Flachkollektoren. Die folgenden Unterschiede in der Bauart beider Systeme verschieben den Preis einer Gesamtanlage aber meistens stark zugunsten einer Anlage mit Vakuum-Röhrenkollektoren:

1. Der Wirkungsgrad eines VRK - und damit sein Wärmeertrag - ist durch die perfekte Vakuumisolation des eigentlichen Absorberblechs ganz wesentlich höher als der eines Flachkollektors.
   Dieser Unterschied kommt umso mehr zum Tragen, je geringer die Aussentemperatur ist: ein VRK funktioniert nahezu unabhängig von der Aussentemperatur und erbringt daher auch in der Übergangszeit und im Winter bei sonnigem Wetter (im Gegensatz zum Flachkollektor) seine grosse Leistung. In Summe ist der Jahres-Wärmeertrag eines VRK bei gleicher effektiver Absorberfläche ungefähr doppelt so hoch wie der eines guten Flachkollektors.
2. Ein weiteres und sehr wesentliches Unterscheidungsmerkmal betrifft die Kollektor-Lebensdauer: bei einem VRK handelt es sich um ein dauerhaft und zu 100% geschlossenes System. Daher kann im Gegensatz zu einem Flachkollektor auch kein eingedrungenes Kondeswasser die Kollektorleistung und die Lebensdauer mindern. Die bisher ältesten SWISSPIPE-Anlagen von Schweizer-Energie liefernseit 35 Jahren ihre  uneingeschräkter Wärmeleistung.
3. Für die Installation von VRKs ist keine Aufständerung der Kollektor-Module erforderlich, da die einzelnen Röhren bereits in der idealen Position im Modul eingebaut werden. Der Preis für eine Aufständerung entfällt daher vollständig.

Wann hat sich eine thermische Solaranlage mit Vakuum-Röhrenkollektoren amortisiert?

Je nach Anlagengrösse geht man (bei derzeitigen Energiepreisen für fossile Energie bzw. elektrische Energie) von einer Amortisationszeit von 10 - 12 Jahren aus. Dabei ist zu beachten, dass die Lebensdauer von VRKs nach heutiger Erfahrung mindestens 30 jahre beträgt, d.h. dass VRK-Anlagen nach Ablauf der Amortisationszeit für mindestens 20 weitere Jahre einen Beitrag von typisch 50 - 70% zur Energieeinsparung leisten.

Gibt es Förderungen für thermische Solaranlagen?

Die Förderung solcher Solaranlagen ist in der Schweiz kantonal geregelt. In der Regel gibt es sowohl vom Kanton als auch der Gemeinde eine Förderung, welche sich meistens aus einem Festanteil sowie einem Anteil, der von der Anlagengrösse abhängt. Die Details zur Förderung sind im entsprechenden Menüpunkt der Homepage als PDF hintelegt.

Können Vakuum-Röhrenkollektoren auch ausserhalb des privaten Wohnbereiches eingesetzt werden?

Zahlreiche Industrie- und Grossbetriebe setzen die SWISSPIPE-VRKs von Schweizer-Energie seit vielen Jahren u.a. für die Erzeugung von Prozesswärme und -Kälte ein. (z.B. Sektkellerei, Heizung von und Kühlung von Bürogebäuden, Forschungsinstituten, Schulgebäuden, Wohnanlagen, Lagerhallen etc.)

Häufig gestellte Fragen und Antworten rund ums Thema Wärmepumpen:

Welche Arten von Wärmepumpen gibt es?

Es gibt Luft- und Wasser-Wärmepumpen.
Luft-Wärmepumpen entziehen der angesaugten Umgebungsluft Wärme und speisen die abgekühlte Lust anschliessend wieder in die Umgebung zurück. Der Vorteil ist eine einfache Installation, allerdings sinkt der Wirkungsgrad bei kalter Umgebungsluft deutlich ab.
Wasser-Wärmepumpen dagegen benötigen Grund- oder Solewasser als Wärmereservoir, d.h. es zum Betrieb ist zusätzlich eine Erdbohrung mit Zugang zum Grundwasser (ca. 5 - 15 m Tiefe) oder zum Solewasser (bis zu 200 m Tiefe) erforderlich. Der Vorteil ist ein nahezu gleichbleibend hoher Wirkungsgrad, nachteilig fällt die Tiefenbohrung ins Gewicht.

Kann eine Wärmepumpe mit elektrischer Energie aus einer Solarstrom-Anlage (Photovoltaik) betrieben werden?

Grundsätzlich kann elektrische Energie, welche mit einer Solarstromanlage (Photovoltaik) erzeugt wurde, zum Betrieb einer Wärmepumpe eingesetzt werden. Allerdings ist dabei zu beachten, dass der Wirkungsgrad von Photovoltaik ca. 10 - 12% beträgt, und der einer Wärmepumpe ca. 400 - 600%.
Die Kombination dieser beiden Systeme ergibt für die Erzeugung von Warmwasser in 2 Stufen damit einen Gesamt-Wirkungsgrad von ca. 40 - 70%. Demgegenüber hat der SWISSPIPE-Kollektor einen Wirkungsgrad von 88% und erzeugt das benötigte Warmwasser unmittelbar, also in nur einer Stufe. Daher ist die Erzeugung von Sanitär- und Heizungs-Warmwasser mittels einer VRK-Anlage wesentlich effizienter und preisgünstiger als über den Umweg einer Photovoltaik-Anlage.