8.) Wärmebilanz / Kosten-Nutzen

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8.) Wärmebilanz / Kosten-Nutzen 86
 
 

Auch besitzt der verwendete Plexiglasspiegel des Versuchskollektors nicht den Gesamtenergiereflektionsgrad, eines Aluminiumblechspiegels. Weiter treten bei der relativ kurzen Gesamtlänge (1,16 m) des Versuchskollektors Wärmetauschverluste auf, die bei einer Dachmontage von ca. 10 m Länge verringert werden.

Alles in allem werden die gemessenen Wirkungsgrade des Versuchskollektors von einem industriell gefertigten Luftkollektor mind. erreicht, wenn nicht wesentlich übertroffen.

Für die Berechnungen werden nur die gemessenen Daten und Wirkungsgrade des Versuchskollektors verwendet.(Siehe Seite 36 die Tabelle 7 Wirkungsgrade des Versuchskollektor)
 
 
 
 

Je nach günstigen oder ungünstigen Außentemperaturen, geringsten oder verstärkten Wärmepumpeneinsatz werden verschiedene Wärmegewinnmengen ermittelt.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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Für eine Dachfläche von 100m² Luftkollektoren werden folgende Wärmemengen pro Tag in den verschiedenen Monaten ermittelt (30° Neigung mit Südausrichtung, ungünstige Außentemperatur und geringster Wärmepumpeneinsatz; siehe Tabelle 8, Seite 37 ).
 
 

Tabelle 13: Wärmegewinn der Anlage.
 
 
 

Monat	Oktober	November	Dezember	Januar	Februar	März
Wärme- gewinn (100m²)	~ 100kWh/d	~ 38,6kWh/d	~ 23,5kWh/d	~ 31,3kWh/d	~ 87kWh/d	> 100kWh/d

 

Der Wärmebedarfsrechnung werden folgende Voraussetzungen zugrunde gelegt:
 
 

- Brauchwassererwärmung

- Lüftungswärmeverlust sowie

- Transmissionswärmeverlust.
 
 
 
 
 
 
 
 

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Im Vergleich mit dem solaren Wärmegewinn ergeben sich folgende Ergebnisse.
 
 
 
 

Tabelle 14:
 
 
 

Wärmebe- darf / Tag	Oktober	November	Dezember	Januar	Februar	März
1.)Brauch- wasser	17,7 kWh/d	17.7 kWh/d	17,7 kWh/d	17,7 kWh/d	17,7 kWd/d	17,7 kWh/d
2.) Frisch- luft	4,1 kWh/d	5,6 kWh/d	6,5 kWh/d	6,8 kWh/d	6,8 kWh/d	5,6 kWh/d
3.) Raum- heizung	33,6 kWh/d	45,6 kWh/d	52,8 kWh/d	55,2 kWh/d	55,2 kWh/d	45,6 kWh/d
Summe des täglichen Wärmebe- darf	55 kWh/d	69 kWh/d	77 kWh/d	80 kWh/d	80 kWh/d	69 kWh/d
Wärmeleis- tung/d bei (100m²) Tabelle 13	100 kWh/d	38,6 kWh/d	23,5 kWh/d	31,3 kWh/d	87 kWh/d	> 100kWh/d
Differenz/d	+45 kWh/d	minus 30,4kWh/d Defizit	minus 53,5kWh/d Defizit	minus 48,7kWh/d Defizit	+ 7 kWh/d	+31 kWh/d

 
 
 

Die täglichen Defizite im November, Dezember und Januar müssen aus dem Wärmespeicher gedeckt werden.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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8.2.) Größe des Speicherbehälter
 
 
 
 

Dezember -53,5 kWh/d

Januar -48,7 kWh/d

.

Summe: -132 kWh/d
 
 
 

Gesamtdefizit:	In kWh:	In Joule:

 
 
 
 
 

Die Summe der täglichen Wärmedefizite in den drei Monaten belaufen sich alles in allem auf 3960 KWh.
 
 
 
 

8.2.2.) Die Speichergröße
 
 
 
 

Speichergröße:
+ 20% Reserve ergibt:

Das entspricht einem Speichertank von Æ 3,5m und 4,5m Höhe.
 
 
 
 
 
 

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Abdeckfläche: 
 
 

Mantelfläche: 
 
 
 

Gesamtdämmfläche:

9,6m² 9,6m² 8,0m² .  27,2m²

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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Mit der folgenden Formel kann die Speicherendtemperatur am Ende der Heizperiode ermittelt werden.
 

bis 65°C Abkühlung vom Anfang November bis Ende Januar

Þ ausreichend.

Somit steht fest, daß die ganzjährige Wärmeversorgung eines Einfamilienhauses von 170m² Wohnfläche mit Hilfe einer Solaranlage erbracht werden kann.
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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8.3.) Kosten/Nutzen
 
 
 
 

Nicht alles was unter technischen Gesichtspunkten möglich ist, hält einer kritischen Betrachtung unter ökonomischen Aspekten stand. Gerade ein Bauherr überlegt sich genau, welche Installationen die günstigsten sind und seinen Anforderungen gerecht werden. Sobald sich eine Investition in eine solche Anlage nicht in mittlerer Zukunft "rechnet" wird niemand die Ausgaben auf sich nehmen.
 
 
 
 

Als zusätzliche Investitionen in die Heizungsanlage fallen bei der Solaranlage an:
 
 

¾ bei 100m² Luftkollektoren (200 DM/m²) 20.000
¾ für die Steuer- und Regelelemente 3.000
¾ für einen Speicherkessel 3.000
¾ evtl. zusätzlich ein elek. Heizelement 6KW 500

Gesamt: 56.000 DM
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

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Diesen Kosten gegenüber stehen Einsparungen bei der herkömmlichen Feuerungsanlage in Höhe von:
 
 

Gesamt: 21.000 DM.
 
 

Später folgen noch die Kosten für Wartung und Reparatur von ca. 400 DM jährlich und, nicht zu vergessen, Kaminreinigungsarbeiten und Emissionsmessung mit Kosten von 100 DM jährlich.
 
 
 

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Auch Baden-Württemberg bezuschußt mittlerweile Solaranlagen.
 
 
 
 

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Einer genauen Kosten-Nutzen-Rechnung soll ein Zuschuß von 25% zugrunde gelegt werden. Bei 56.000 DM entspricht das 14.000 DM. Wird weiter die eingesparte Summe von 21.000 DM für die herkömmliche Feuerungsanlage berücksichtigt ergeben sich Mehrinvestitionen bei der Installation einer Solaranlage von 21.000 DM.

Bei dieser Kosten-Nutzen-Rechnung wird auch bedacht, daß die Mehrausgaben von 21.000 DM mit z.B. 8% verzinst werden könnten.

Dem gegenüber stehen zum einen die Einsparungen bei der Brennstoffbeschaffung von 2.000 DM jährlich bei einem Ölpreis von 0,50 DM/l, zum anderen die Ausgaben für Wartung der Feuerungsanlage und die Kosten für die Kaminreinigungsarbeiten mit der Rauchgasemissionsmessung vonzusammen 500 DM jährlich.
 
 

Mit der folgenden Formel läßt sich der Zeitraum bestimmen, in dem die Einsparungen die Mehrkosten aufwiegen.
 
 
 
 

Formel:
 
 

Die Mehrausgaben von 21.000 DM für die Solaranlage werden, trotz eine Verzinsung von 8% und einem Heizölpreis von 0,50 DM/l, nach ca. 14,5 Jahren elegalisiert.

Ab diesem Zeitpunkt ist der Betrieb der Solaranlage wirtschaftlicher als der einer Ölheizung. Unter sonst gleichen Voraussetzugen wird dieser Zeitpunkt bei einem Ölpreis von 1 DM/l bereits nach ca. 6 Jahren erreicht.

Unter den zukünftigen energiewirtschaftlichen Bedingungen einer CO-Abgabe sowie einer Energiesteuer erscheint der Betrieb einer solchen Solaranlage in jedem Fall ökonomisch sinnvoll.
 
 

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9.) Stromerzeugung mit Stirlingmotor