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Für die optimale (aktive
und passive) Nutzung der Sonnenenergie werden Gebäude mit ihrer
Längsseite nach Süden oder Südwesten ausgerichtet. In
den Morgenstunden (Südostausrichtung) muss sich häufig erst
Morgennebel oder Dunst auflösen, die Solarausbeute ist hier meist
nicht groß.
Der Sonnenstand wechselt in Zwiesel (54°30' nördlicher Breite)
zwischen 15° Tiefstand am 21. Dezember und 65° Höchststand
am 21. Juni im Sommer.
In der Regel werden Kollektorsysteme so ausgelegt, dass sie einen möglichst
hohen Jahresertrag liefern. Bei den üblichen Solaranlagen zur
Brauchwassererwärmung und Heizungsunterstützung wird der
höchste Ertrag meist bei einer Kollektorneigung von 45° bis
50° erreicht. Sowohl höhere, als auch flachere Neigung führen
zu einer Verminderung des Jahresertrags.
Die Bestrebungen beim Naturparkhaus bestehen darin, die Überschüsse
im Sommer möglichst gering zu halten, in den Monaten November
bis Februar aber eine optimale Ausbeute zu erreichen. Aus diesem Grund
wurde der Kollektor mit einem Winkel von 80° in
die Fassade eingepasst.
Ein 80° geneigter Fassadenkollektor bildet nahezu einen idealen
Kompromiss zwischen Ertragsoptimum in den Monaten mit höchster
Heizlast einerseits und geringstmöglichen Sommerüberschüssen
andererseits.
Von Anfang Dezember bis Ende Januar empfängt der 80° geneigte
Fassadenkollektor mehr Solarstrahlung als der 45° geneigte Dachkollektor,
in den Sommermonaten dagegen 30-35% weniger.
Der in die Fassade integrierte Solarkollektor hat wärmetechnische
Vorteile. Durch den Einbau des Solarkollektors direkt in die Fassade
spart man nicht nur Kosten für den Fassadenbau (eine Marmorfassade
eines Geschäftshauses zum Beipiel kostet ein Vielfaches dessen,
was ein Sonnenkollektor kostet), sondern erntet zusätzlich die
Energie, die der Kollektor an der Rückseite einstrahlt.
Außerdem reduzieren sich die Wärmeverluste durch Konvektion
(Luftbewegung zwischen Absorber und Glas), Wind und Wärmeabstrahlung
durch den fast senkrechten Einbau.
Der Fassadenkollektor erzielt damit an einem sonnigen Wintertag eine
Mehrleistung von ca. 68 Watt/m2, das entspricht 20 %.
Der Gesamtwirkungsgrad verbessert sich von 59 % auf
69 %. Die Datenermittlung erfolgte über einen Versuchsaufbau im
Winter 1998/99. |
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