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"Andere Kollektoren werden schlechtgerechnet"

Sonnenkollektoren-Liste vereinfacht zu stark

12.05.2016, 08:30

Solarkollektorfeld Crailsheim
Die Leistungsfähigkeit von Solarkollektoren zu vergleichen ist nicht einfach. © Solites

"So einfach wie möglich. Aber nicht einfacher! " Von diesem Rat Albert Einsteins hat die Autorin einer Sonnenkollektoren-Vergleichsliste den ersten Teil befolgt, den zweiten jedoch nicht.

Der Grundgedanke ist bestechend: Nur eine einzige Zahl, die die Leistungsfähigkeit eines Kollektors angeben soll, anstatt wie bisher mehrere Angaben und Diagramme. Aus standardisierten Daten der Solar-Keymark-Datenbank errechnete die Ecoquent-Bloggerin Cornelia Daniel mit dem vom europäischen Solarthermieverband ESTIF entwickelten Simulationsprogramm Scenocalc für die aufgelisteten Modelle einen Kollektorjahresertrag in Kilowattstunden pro Quadratmeter Bruttokollektorfläche (kWh/m²) für 50 °C mittlere Kollektortemperatur am Standort Würzburg.

Daniels Datenquelle, die Solar-Keymark-Datenbank, wurde ebenfalls von ESTIF entwickelt und wird im Auftrag des Europäischen Komitees für Normung (CEN) vom TÜV Rheinland gepflegt. Mit dem darin genannten absoluten Kollektorjahresertrag kann man zwar leicht die 2015 eingeführte sogenannte Innovationsförderung im Marktanreizprogramm (MAP) berechnen (Kollektorjahresertrag mal Anzahl der Kollektoren mal 0,45 Euro), er ist jedoch nicht auf die Kollektorfläche bezogen. Diese Rechnerei hat Cornelia Daniel mit ihrer Liste erledigt. Der nun flächenspezifische Jahresertrag hat den Charme, mit einer einzigen Zahl scheinbar alles zu sagen. Außerdem macht die Ecoquent-Vergleichsliste zunächst einen kompetenten und seriösen Eindruck.

Sieht man dann genauer hin, merkt man, dass der Blog "Ecoquent-Positions" ein "Projekt der Ritter Gruppe" ist. Und siehe da: Die Plätze zwei, drei und vier in der Liste belegen Kollektoren der Firma Ritter. An diesem Punkt kommt man ins Grübeln, aber wie berechtigt ist das?

EnBauSa.de hat einige Hersteller, deren Kollektoren eher im unteren Bereich der Liste zu finden sind, um Kommentare gebeten - mit interessanten Resultaten. Grundsätzlich hält Fabian Schröer von Wagner Solar den Kollektorjahresertrag für einen Wert, der sich "zum Vergleich von Kollektoren deutlich besser eignet als die statischen Kennwerte wie optischer Wirkungsgrad in Kombination mit Wärmeverlustkoeffizienten". Das nämlich ist die klassische Alternative, die zum Beispiel die Deutsche Gesellschaft für Sonnenenergie (DGS) als Kennwerte für einen Qualitätsvergleich von Kollektoren nennt.

Herkömmliche Vergleichswerte: Wirkungsgrad und Wärmeverlustkoeffizient

Zum einen sieht man sich dabei den optischen Wirkungsgrad an, das Verhältnis der vom Absorber des Kollektors absorbierten Sonnenenergie zu der auf die Glasabdeckung und gegebenenfalls einen Spiegel auftreffenden. Ein Teil der eingefangenen Strahlungsenergie geht am Kollektor gleich wieder verloren: durch

Konvektion, Wärmeleitung und Wärmestrahlung.

Diesen Verlust repräsentiert der mit einer komplizierten Formel berechnete "lineare Wärmeverlustkoeffizient". Sein Anteil übersteigt beim Flachkollektor den Verlust durch den optischen Wirkungsgrad bei weitem. Es reicht deshalb nicht aus, nur den Wirkungsgrad zu nennen. Außerdem kann für manche Nutzungen der Wärme auch noch die Stagnationstemperatur wichtig sein, also das Temperaturniveau, bis zu dem ein Kollektor theoretisch Wärme liefern kann.

Zwei bis drei Angaben sind es also beim althergebrachten Vergleich. Ergänzt werden kann das noch durch Kollektorkennlinien, bei denen die jeweilige spezifische Leistung in Watt pro Quadratmeter in Abhängigkeit von der Temperaturdifferenz zwischen Absorber und Außenluft in Kelvin aufgetragen wird.

Das alles bedeutet mehr Aufwand, aber auch die Möglichkeit zu differenzierteren Aussagen - zum Beispiel, wenn es darum geht, ob die Wärme nur für Warmwasser, auch zur Raumheizung oder gar für Prozesswärme gebraucht wird. Ob der Kollektorjahresertrag als einzige Angabe für einen Vergleich ausreichend ist, ist schon deshalb fraglich. Weitere Fragezeichen ergeben sich durch den Bezug auf die Bruttokollektorfläche.

Der Bezug auf die Bruttofläche drückt rechnerisch den Jahresertrag

Zum Beispiel sagt Thomas Pelizaeus von Bosch Thermotechnik, deren Modell Buderus Logasol SKR5 in der Liste auf dem vorletzten Platz gelandet ist (dort als "Bosch Lokasol SKR5" bezeichnet): "Hier nehmen wir bewusst eine Minderleistung bezogen auf die Bruttofläche in Kauf, um den Kollektor liegend montieren zu können." Würde man den Vergleich über die Aperturfläche (also die Fläche, durch die die Sonne einstrahlen kann) machen, sagt Pelizaeus, wäre der Kollektor deutlich besser und dicht an den ersten Plätzen der Tabelle.

Ähnlich argumentiert Thomas Lesch von Viessmann beim Vakuumröhrenkollektor Viessmann Vitosol 200-T SPE, der beim Jahresertrag auf den fünftletzten Platz von 54 Modellen kommt: Der 200-T SPE sei speziell für die liegende Montage auf einem Flachdach konzipiert. Bei flacher Montage sei die Windbelastung viel geringer, und man brauche weniger Gewichte; auch sei die Anlage so von unten nicht sichtbar.

Das Modell sei ohne Spiegel unter den Vakuumröhren konstruiert, denn dort "würde sich nach einigen Wochen Wasser und Schmutz ansammeln" - eben wegen der liegenden Montage. Die Röhren könne man drehen und nach Süden ausrichten. Lesch: "Um nicht zu viel Verschattung zu bekommen, müssen die Röhren einen gewissen Abstand haben." Sonst nämlich wäre bei zu geringem Abstand eine gegenseitige Verschattung der Absorberflächen die Folge.

Nimmt man jedoch die dadurch vergrößerte Bruttokollektorfläche als Bezugsfläche - und genau das hat die Autorin der Ecoquent-Liste gemacht -, sinkt rechnerisch der spezifische Jahresertrag. Auch den Buderus Logasol SKN4.0 - der in der Liste noch nicht enthalten ist - würde ein Bezug auf die Bruttofläche nach unten ziehen. Bei diesem Flachkollektor ist der Raum zwischen Glasscheibe und Absorber mit dem Edelgas Argon gefüllt, was unter anderem den Konvektionsverlust verringert. Dafür muss er aber hermetisch dicht sein, was über den Randverbund letztlich zu einer größeren Bruttofläche führt. Thomas Pelizaeus: "Hier zeigt sich, dass der Brutto-Flächenvergleich nicht funktioniert." Thomas Lesch von Viessmann formuliert es härter: "Die Kollegen von Ritter machen das, um die anderen Kollektoren schlechtzurechnen."

Fehlerhafte Angaben

Fabian Schröer von Wagner merkt zur Ecoquent-Liste außerdem an, dass "in unserem Fall alle Typbezeichnungen falsch sind". Auch "fehlen Produkte und manche Daten sind veraltet". - Fehler kommen überall vor. Falsche Typbezeichnungen sind allerdings insofern unschön, als ein potenzieller Käufer damit einen Kollektor, für den er sich interessiert, im Internet möglicherweise nicht finden kann.

Abgesehen von der mangelnden Akkuratheit und den methodischen Fallstricken der Ritter-Liste gibt Schröer allgemein zu bedenken: "Leistungsstärkere Kollektoren sind material-, entwicklungs- und kostenintensiver als leistungsschwächere." Manche Modelle würden häufig in südlicheren Ländern eingesetzt "oder dort, wo der Preisdruck dies erfordert". Thomas Lesch (Viessmann) erinnert sich zum Beispiel an eine Ausschreibung in der Türkei nach dem Motto: "Ich brauche 35 Kollektoren". Es gebe tatsächlich Märkte, in denen würden manchmal einfach nur die Kollektoren gezählt. "Da sagt niemand: Ich brauche diesen oder jenen Ertrag." Einen höchst konstruktiven Vorschlag schließlich ergänzt Thomas Pelizaeus von Bosch: "Aus Endkundensicht sollte der Vergleich in Euro pro Kilowattstunde erstellt werden." Von Alexander Morhart

Eine Verwendung dieses Textes durch Dritte ist kostenpflichtig. Eine Lizenzierung ist möglich. Bitte nehmen Sie bei Fragen Kontakt auf.

Kommentare zur Meldung

Kommentare 1 - 2 von 2.

Dietmar Lange - 02.08.2016, 15:55

Leserbrief
In dem Beitrag „Sonnenkollektoren-Liste vereinfacht zu stark“ http://www.enbausa.de/solar-geothermie/aktuelles/artikel/sonnenkollektoren-liste-vereinfacht-zu-stark-5404.html
erfolgte eine kritische Auseinandersetzung mit der Vergleichsliste der Ecoquent Bloggerin Cornelia Daniel und ihrem Artikel „die erste Liste der Solarkollektoren für 50°C“. Anliegen der dort als neuartig bezeichneten Vergleichsliste für Kollektorerträge wäre eine auch für Laien mögliche Verständlichkeit der Ertragsvergleiche von Kollektoren.
Die vorgestellte „ultimative Solarkollektor-Liste“ zeigt ein Säulendiagramm mit Brutto-Kollektorerträgen 50° C für Kollektoren am Standort Würzburg.
Die Vergleichsmethodik mit Bruttowärmeerträgen ist jedoch ein bei alten Hasen bekannter Klassiker aus den Pionierjahren der Solarthermie. Die Erstveröffentlichung des Aufsatzes „Das Bruttowärmeertragsmodell für verglaste Sonnenkollektoren“ erfolgte 1985.
Quelle: www.spf.ch
SPF Rapperswil stellte 1991 ein „Bruttowärmeertragsmodell BWE 91“ vor:
Quelle: www.spf.ch
Zur Vermeidung von Missverständnissen betonten die Autoren damals, dass das Modell nicht in der Lage ist, Systemerträge von Kollektoren in Sonnenenergieanlagen zu simulieren.
Die Prüfergebnisse der bei SPF geprüftem Kollektoren wurden mit Angaben der Brutto-wärmeerträge für 30°, 40°,40° und 100°C veröffentlicht.
Als Folge tauchten oft Kollektorvergleichslisten in Zeitschriften und Firmen-veröffentlichungen auf, die der „ultimativen Solarkollektor-Liste“ zum Verwechseln ähnlich sahen. Einige Kollektorvergleichslisten gerieten in der Fachwelt in Verruf.
Der Grund dazu lag nicht in der Methode. Ein in Deutschland geprüfter Kollektor erhielt wegen unterschiedlicher Prüfmethoden ein anderes Prüfergebnis als in Österreich oder der Schweiz, die Unterschiede waren nicht zu vernachlässigen. Daraus berechnete Erträge wichen erheblich voneinander ab. Trotzdem stellten Journalisten und Werbefachleute häufig Säulendiagramme mit Kollektorerträgen aus unterschiedlichsten Quellen zusammen.
Einheitliche Prüf- und Bewertungsmethoden für Solarwärmeanlagen waren noch nicht vor-handen, für Laien waren Schlussfolgerungen von Kollektorerträgen auf reale Solarwärme-anlagen nicht möglich.
Die Vergleichsmethode Bruttowärmeerträge von Kollektoren geriet nach der Einführung europäischer Kollektorprüfnormen zum Teil in Vergessenheit.
Mit Modellen zur Simulation von Erträgen kann mit Leistungsdaten nach EN 12975 berechnet werden, welchen Ertrag ein Kollektor in Anlagen erzielt.
SPF veröffentlicht gegenwärtig Kollektorprüfergebnisse und „typische Solarerträge“ für unterschiedliche Anlagentypen.

Willkürlich ausgewähltes Beispiel:
Heizungsunterstützung: 295 kWh/m²,
Brauchwarmwasser: 460 kWh/m²,
Wasservorwärmung: 695 kWh/m².
(Zahlen Apertur)
Damit kann auch ein Laie erkennen, wie viel Energie ein Kollektor in Anlagen einspart.
In der „ultimativen Solarkollektor-Liste“ läge der Brutto-Jahresertrag für Flachkollektoren irgendwo im Bereich zwischen 573 kWh/m²a und 362 kWh/m²a ohne Information zum Solarwärmesystem.
Der Versuch, mit einer Zahl einen Sonnenkollektor „ ultimativ“ zu bewerten ist noch nicht gelungen.
Im Duden findet man für „ultimativ“:
(Besonders Werbesprache) sich nicht mehr verbessern lassend, das höchste Stadium einer Entwicklung darstellend.
Der Hinweis ist eine mögliche Erklärung, warum eine schon ältere Vergleichsmethode für Kollektoren jetzt als Neuheit deklariert wird.
In dem Artikel „Sonnenkollektoren-Liste vereinfacht zu stark“ sind Argumente aufgelistet, die diese Vergleichsmethode fachlich kritisieren. Es wird korrekt angemerkt, dass der Bezug von Kollektorerträgen auf die Bruttofläche einen minimalen Wert ergeben muss. Für Laien ist es erfahrungsgemäß sehr oft nicht nachvollziehbar, warum der Ertrag sinkt, wenn er zunächst auf die Absorber-, dann auf die Apertur- und zuletzt auf die Bruttofläche bezogen wird.
Wenn für Vergleiche mit Bruttoflächen gerechnet wird, wird der Platzbedarf auf einem Dach in die Bewertung einbezogen. Da auf EFH/ZFH rund 50 m² und mehr verfügbar sind, besteht bei üblichen Anlagen mit 5 m² bis 15 m² keine Notwendigkeit, den Flächenverbrauch auf dem Dach als Kriterium für die Energieeffizienz zu betrachten.
Trotz dieser Sachverhalte erfolgt an Hand der „ultimativen Solarkollektor-Liste“ eine Bewer-tung von Kollektoren mit Noten von „unglaublich gut“ bis „unglaublich schlecht“.
In dem Artikel von Morhart sind Beispiele angeführt, wie bei Erträgen mit anderen Bezugs-flächen Kollektoren ihren Listenplatz verändern. Diese Aufzählung kann erweitert werden, wenn man Indach-Kollektoren nach Bruttoflächen bewertet. Dort werden oft an Stelle von Metallrahmen Gehäuse aus Massivholz eingesetzt, die aus Stabilitätsgründen größere Materialstärken erfordern und auch aus anderen konstruktiven Gründen mehr Dachflächen benötigen.
Diese Technologie erhält dadurch ebenfalls schlechtere Bewertungen.
An dieser Stelle die klassische Frage „cui bono“ ?
Bei Kollektorerträgen/m² erzielen Vakuumröhren höhere spezifische Erträge als Flach-kollektoren und werden bei einem Ranking auf vorderen Plätzen positioniert. Ein hoher Wert erzeugt den Eindruck, dass der Kollektor eine sehr hohe Energieeinsparung garantiert.
Anlagenvergleiche durch Prüfinstitute lieferten oft abweichende Resultate.
Bei Tests von Stiftung Warentest am ITW Stuttgart lagen Flachkollektoren auf den ersten Positionen.
Beim Kombianlagentest von 2008 war der wichtigste Prüfpunkt, wie viel Liter Öl oder m³ Gas im Jahr durch Sonnenenergie ersetzbar sind. Die Frage wurde am Beispiel eines Hauses untersucht, das von einem Öl- oder Gasheizkessel beheizt wurde.
Die 13 teilnehmenden Firmen konnten Kollektorfläche, Speichervolumen, Anlagenkonzept und Regelungsstrategie selbst festlegen.
Bei den Energieeinsparungen %/a ergab sich ein anderes Ranking als nach der „ultimativen Solar-Kollektor-Liste“ zu erwarten wäre.
An der Spitze lagen mit 29 %, 27 % und 26 % Anlagen mit Flachkollektoren. Anlagen mit Vakuumröhren folgten mit 25 % und 24 %.
Bei Flachkollektoren wurden Flächen zwischen 10 m² und 14 m² eingesetzt, bei Vakuum-röhren 7 m² bis 11 m².
Die Bezeichnungen von Kollektoren stimmten in einigen Positionen mit Angaben in der „ultimativen Sonnenkollektor-Liste“ überein. Die dort angegebenen Positionen im Ranking weichen jedoch erheblich von Rangplätzen bei STIWA ab. (Testbericht in der Zeitschrift „Test“ Heft 3/2009).
Unterschiedliche Urteile über Kollektoren in Anlagen und in Vergleichslisten mit Brutto-wärmeerträgen sind eine Folge unterschiedlicher Bewertungsmaßstäbe.
Bruttowärmeerträge werden 2015 für das von der Initiative Sonnenheizung vorgeschlagene freiwillige Kollektorlabel Solergy wieder empfohlen.
Als Begründung wird angegeben, „dass gleich große Kollektorflächen verschiedener Her-steller und Bauarten sehr unterschiedliche Erträge einfahren können.“
Es folgt eine Kritik an der aktuellen Förderpraxis für Solarthermie (Zitat):
Förderungen, die sich rein nach der Quadratmeterzahl der Kollektorfläche richten, berücksichtigen also gar nicht, wie ertragsstark die jeweiligen Kollektoren tatsächlich sind. Deshalb haben die Hersteller als Vergleichsgröße für ihr Label die spezifischen Erträge pro Bruttokollektorfläche gewählt.
Quelle: initiative-sonnenheizung.com
Die Kritik an Bewertungsmaßstäben erfolgt an einem Zeitpunkt, zu dem der Gesetzgeber wegen der geplanten Novellen von EEWärmeG und EnEV auch die Förderbestimmungen im Marktanreizprogramm überprüft.
Kritik am Förderprinzip Kollektorfläche wurde bereits im Jahre 2008 in einem Fachbeitrag
Kollektorerträge – Wo sich Spreu und Weizen trennen
unter Federführung des Autors in scharfer Form formuliert, der das Kollektorertragslabel Solergy vorgeschlagen hat.
Die Verteilung von Fördergeldern proportional zur Bruttokollektorfläche muss deshalb als ein teurer, innovationsfeindlicher Irrtum bezeichnet werden.
Als Fazit wurde u.a. postuliert:
In Europa ist die Flachkollektorindustrie verbreitet, weil sie hier entstand und ihr politisch großzügig der Weg geebnet wurde.
Die ganze nichteuropäische Welt ist bereits von billigen Röhrenkollektoren dominiert, die zwar noch eine schlechte Qualität haben, hinsichtlich ihrer Leistung aber jeden Flachkollektor schlagen.
Quelle: www.paradigma.co.at
Bei Ecoquent wurde 2015 eine ertragsbezogene Förderung vorgestellt und als Alternative empfohlen. Dabei wurde die Leistungsfähigkeit des Kollektors berücksichtigt. Ein sehr einträglicher Kollektor bekäme pro m² eine höhere Förderung als ein weniger einträg-licher.
Damit wird deutlich. welche Zielstellungen in Diskussionen für Bruttowärmeerträge ver-folgt werden.
In einem Disclaimer zu dem Beitrag
Solarthermie – was ist ertragsbezogene Förderung?
wird angegeben (Auszug):
Herausgeber dieses Blogs ist die Ritter Gruppe, Hersteller von Hochleistungs-kollektoren und Ideengeber für die oben beschriebene Förderform.
Quelle: www.ecoquent-positions.com
Die Mehrheit der in BDH und BSW organisierten Firmen beurteilt bisher eine Bewertung von Kollektoren nach Kriterien von Solergy kritisch, da eine einseitige Technologiebewertung vorliegt.

Dipl.-Ing. Dietmar Lange
consulting engineer
87493 Heising /Lauben

Maurer WELUB-Ex - 17.05.2016, 10:37

Hallo an alle

man sollte auch mal bedenken das die Werte unter Laborbedingungen ermittelt werden....!!!

wie sieht das ganze vor Ort aus (Auf dem Dach)

Meine Erfahrung und Daten sehen so aus ..wenn ich meinen Kollektor putze (ca. zwei mal im Jahr), habe ich ca. 30% mehr Ertrag...als nicht geputzt.

Mfg

Maurer

 

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