Solarthermie-2000 – Teilprogramm 2 - Solar - so heizt man heute

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6.1.2.3 Aufbau von Kollektoren auf Flachdächern
Abb. 6.5:
Installation und Abschattung von Kollektoren mit 45° Neigung auf Flachdächern
Bei der Aufstellung von Kollektoren auf Flachdächern wird vielfach nicht beachtet, dass es
zu einer erheblichen Abschattung der Kollektorreihen untereinander kommt, wenn die Reihen
zu dicht hintereinander stehen. Abschattungen vermindern jedoch den Jahres-Energieertrag.
Da Simulationsprogramme ohne Abschattung der Kollektoren untereinander (wie bei
Schrägdachmontage) rechnen, weist das Ergebnis einen zu hohen Solarertrag auf. Es sind
deshalb gewisse Mindestabstände der Kollektorreihen untereinander in Abhängigkeit von
der Länge x der aufgeständerten Seite der Kollektoren, dem Aufstellwinkel und der geografischen
Breite einzuhalten. Zusätzlich sollte zu Wartungszwecken ein mindestens 1,5 m
breiter Umgang um das Kollektorfeld freigehalten werden.
Abb. 6.5 liegt die Überlegung zu Grunde, dass die Kollektoren sich mindestens dann nicht
untereinander verschatten sollen, wenn die Sonne am Tag ihres Tiefststandes (21. Dez.) die
Mittagshöhe erreicht hat. Die Wahl von 15° trifft nach dieser Überlegung in etwa auf Gebiete
mit einer NB von 52° zu. Für weiter nördlich gelegene Standort sollte der Winkel entsprechend
reduziert werden, im Süden kann ein größerer Winkel zugelassen werden.
Für die Aufstellung von Kollektorreihen mit einer beliebigen Neigung zur Horizontalen,
einem beliebigen Sonnenwinkel und einer aufgeständerten Länge der Kollektoren von
x Metern kann die Dachtiefe L für n Kollektorreihen wie folgt berechnet werden:
L = x(n∙cos + (n-1)∙sin/tan)
Als Beispiel für eine 2-reihige Kollektoraufstellung ohne Verschattung bei einem Sonnenstand
von 15° über dem Horizont und 45° Kollektorneigung ergibt sich für einen Kollektor
mit 1 m Seitenlänge (x) eine Dachtiefe L von
L = 1 m ∙ (2∙cos45° + (2-1)∙sin45° / tan15°) 4 m
Jede weitere Reihe zusätzlich zu den beiden ersten benötigt weitere ca. 3,3 m. Zu der so
bestimmten Tiefe des Kollektorfeldes kommen noch je ca. 1,5 m vor und nach der ersten
und letzten Reihe als Umgehung für das Feld (Wartung etc.).
Wenn es ohne Probleme und ohne erhebliche Mehrkosten möglich ist, sollten die Reihenabstände
größer gewählt werden, da nach obiger Definition zwar keine winterliche Abschattung
während der Mittagszeit erfolgt, wohl aber am Vor- und Nachmittag. Ggf. muss ein