Energie+
Die Sonnenenergie kann in elektrische Energie (Photovoltaik) oder in Wärme transformiert werden. Die Wärmegewinnung, auch als Solarthermie bezeichnet, erfolgt über das Medium Wasser (Solarthermie) oder über das Medium Luft.
Wird Raumluft direkt mit warmer Luft oder indirekt über Hypokausten-Speicherwände beheizt, so sind bereits Einspeisetemperaturen ab 25°C ausreichend.
Temperaturen, die von einem Luftkollektor selbst bei schwacher Strahlung im Winter erreicht werden.
Vorteile eines solaren Luftsystems:
Das Herzstück eines Solar-Luft-Systems ist der Luftkollektor. Das Sonnenlicht wird im Kollektor absorbiert. Anstatt eines flüssigen Wärmeträgers wird er von Luft durchströmt.
Schon bei niedrigen Außentemperaturen und schwacher Strahlung im Winter wird damit
eine Erwärmung um ca. 25 - 30°K erreicht. Diese Warmluft kann als Frischluft oder
Umluft direkt in die zu beheizenden Räume geleitet werden. Dies ermöglicht eine angenehme und energiesparende Durchlüftung und Erwärmung des Gebäudes.
Solar-Luft-Systeme haben sich in der Vergangenheit im großvolumigen
Gebäudebau bewährt. Überall dort wo ohnehin Lüftungs- oder Luftheizungsanlagen
vorhanden sind (z.B. in Turnhallen, Gewerbehallen oder Schwimmhallen), hat sich ihr Einsatzgebiet mit preisgünstigen Standardelementen, meistens auf Flachdächern aufgeständert, etabliert.
Solarsysteme können ein wichtiges, zukunftsweisendes Gestaltungselement sein und das ökologische Wirken eines Bauherrn repräsentieren.
Dieses Gestaltungselement tritt umso mehr in den Vordergrund, je mehr ein Solarsystem in die Gebäudehülle integriert wird oder diese gar ersetzt. Der Aufbau einer Solar-Luft-Fassade ist mit unterschiedlichsten Konstruktionsprinzipien möglich: Pfosten- Riegel-Konstruktion aus Alu oder Stahl, Holzrahmenkonstruktion oder Lochfassade. Transmissionswärmeverluste im Energiefassadenbereich werden über den Kollektor wieder dem Gebäude zugeführt.
Eine elegante Ergänzung zum Solar-Luft- System in der Gebäudehülle stellen integrierte Photovoltaikmodule dar: sie liefern zyklischen Strom für den Ventilator oder erzeugen elektrische Energie, die ins öffentliche Netz eingespeist wird. Die Module werden permanent hinterlüftet und damit gekühlt, der Wirkungsgrad der PV-Zellen sinkt somit nicht ab, die ansonsten unangenehm wirkende Stauwärme wird einem thermischen Verwendungszweck zugeführt.
In gut gedämmten Gebäuden steigt der Lüftungswärmebedarf relativ zum Transmissionswärmebedarf stark an. Während Lüftungsanlagen in Bürogebäuden die Regel sind, spricht man in Wohngebäuden zunmindest schon von "kontrollierter Lüftung" als Ersatz für die gemeinhin gebräuchliche Energieschleuder "Kippfensterlüftung".
Dort wo das Raumkonditionierungsmedium Luft ist, sollte diese Luft auch ohne Umwege und Verluste direkt solar erwärmt werden.
Bürogebäude haben einen steigenden Kühlenergiebedarf, der oftmals nicht durch intelligente Architektur allein gedeckt werden kann. Eine zukunftsweisende Alternative zu FCKW-haltigen (oder ähnliche) und energieintensiven Kühlaggregaten bieten sorptionsgestützte Kühlsysteme, die mit Solarenergie angetrieben werden und prinzipiell die gleichen Infrastrukturvoraussetzungen wie eine Lüftungsanlage haben.
Die Fassade ist für eine Applikation von
aktiven Solarelementen sicherlich weniger geeignet als eine geneigte Aufständerung. Diese Aussage ist aber durch die gewünschte Anwendung und die Art des Systems zu relativieren: so ist für Heizzwecke im Winter eher die vertikale Aufständerung zu suchen, die Fassade kommt dem also entgegen. In der gesamten Heizperiode liegt die Einstrahlung auf die vertikale Ebene etwa 20% niedriger als eine um z.B. 30° geneigte Fläche.
Liegt der Focus auf einem hohen Energieeintrag im Sommer, so wären Solardächer sicherlich der Fassade vorzuziehen. Gleiches gilt auch für die photovoltaische Nutzung, die im Gegensatz zur thermischen Nutzung der Solarenergie stark von direkter Einstrahlung abhängig ist.
Neben der reinen Heizung wird heute in sehr gut gedämmten Häusern der Lüftungsaspekt immer wichtiger: das Haus "atmet" nicht mehr von selbst, Sie fühlen sich nicht wohl und es besteht die Gefahr der Schimmelpilzbildung. So weit lassen Sie es natürlich nicht kommen, Sie lüften regelmäßig und klassisch durch Öffnen der Fenster. Und schon ist die sorgsam eingedämmte Wärme wieder nach draußen verschwunden. Dem können solare Luftsysteme entweder in Verbund mit
Lüftungsanlagen oder als Einzelmodule entgegenwirken.
Mit einem Solar-Luft-System kann man Solarenergie ganzjährig nutzen: im Winter und in der Übergangszeit zum Heizen und/oder Belüften, sowie im Sommer zur Brauchwassererwärmung. Dabei wird das Lüften in den zunehmend besser gedämmten Gebäuden immer wichtiger, wodurch als Folge der Lüftungswärmebedarf relativ zum Transmissionswärmebedarf stark ansteigt.