Der beste Aufstellwinkel

Die Anlage kommt im Sommer ständig in den Temperaturbereich, wo die Solaranlage abgeschaltet werden muß, weil der Speicher seine Maximaltemperatur erreicht.

Eigentlich müßten im Sommer nicht 4 Kollektoren mit insg. 9,34qm installiert sein. Es würden wahrscheinlich auch zwei Kollektoren die Vollversorgung sicher stellen.

Derzeit sind alle Kollektoren mit einem Winkel von 30° installiert. Meine Überlegung ist nun, warum nicht die Hälfte der Kollektoren für den Winter optimiert aufstellen.

Vom Frühlingsanfang über den Sommer bis zum Herbst steht die Sonne im Zenit bei ca 38° - 63° - 38° über dem Horizont. Das bedeutet, das die Kollektoren (auch nur wenn die Sonne im Zenit steht) im Winkel von 68° - (90°) - 87° - (90°) - 68° von der Sonne bestrahlt werden (90° ist senkrecht auf den Kollektor. Die andere Hälfte des Jahres scheint die Sonne viel schräger auf die Kollektoren. Der schlechteste Wert liegt dabei an Weihnachten (Wintersonnenwende) bei ca. 45° (auch nur zur Mittagszeit, sonst noch schlechter).

Das führt zu folgenden Überlegungen:

1. Die Faustformel für die optimale Aufstellung der Kollektoren sollte angewandt werden:
Breitengrad des Aufstellungsortes + 15° = Bester Aufstellungswinkel.
Bei uns wären das 51° Breitengrad + 15° = 66° Aufstellungswinkel.
Weihnachten wäre dann der Einstrahlwinkel bei ca 82° (90° wäre senkrecht) und am 21. Juli wären das ca 51°.
Da wir mit der Heizungsunterstützung im Winter wesentlich mehr Energie brauchen können als im Sommer hätten wir damit zumindest theoretisch wesentlich größere Ausbeute.

2. Die Hälfte der Kollektoren bleiben auf dem Dach - im Grunde genommen bei 30° Aufstellwinkel der optimale Platz für den Sommer.
Die andere Hälfte der Kollektoren werden für den Winter optimiert aufgestellt.
Für diese wäre die Montage an der Wand zu überlegen.
Unsere Solarsteuerung kann sowieso mit der Funktion OST/WEST von zwei verschieden aufgestellte Kollektoren optimal die Energie gewinnen. Warum nicht also für die Montage DACH/WAND die Steuerung verwenden.

Beide Überlegungen sind nur mathematisch und theoretisch entstanden. Für eine Diskussion bin ich gerne bereit (webmaster@sonnestunde.de)

 

----- Original Message -----
From: nils reich
To: webmaster@sonnenstunde.de
Sent: Tuesday, November 20, 2001 2:11 PM
Subject: bester Aufstellwinkel der Kollektoren

Hallo!

Deine mathematischen Überlegungen bez. eines für den Winterbetrieb optimierten Aufstellwinkels "Beta" waren schon ganz richtig. Vor allem, da die Anlage im Sommer bereits 100 % solare Deckung aufweist, wäre eine größere Neigung (die aber weniger Ertrag im Sommer bedeutete) sinnvoll, du kannst ja nur (noch Wärme im Winter dazu-) gewinnen..., solange die Deckungsrate im Sommer bei 100% bleibt!!! (Obwohl das bei deiner Kollektorfläche wohl kein Problem sein sollte.)
Leider muß (, wenn du schon so mathematisch überlegst) noch der "Air Mass Index" (AM) berücksichtigt werden, der die Länge des Weges, den die Solarstrahlung durch die Atmosphäre nimmt, beschreibt:
Die einstrahlende Energie pro m² um jeweils 12 Uhr wahre Ortszeit und wolkenlosem Himmel im Sommer und im Winter kann ja nicht dieselbe sein. AM ist bei uns im Winter gemittelt um 4....5 (?), d.h. die Strahlen gehen in der Atmosphäre unter. Deshalb würde ich nicht von immensen Steigerungsraten ausgehen, und denke, der Aufwand übersteigt den zu erwartenden Nutzen... Aber ich lasse mich gerne eines Besseren belehren.
Vielleicht schreibst Du eine kurze Antwort, oder besuche doch mal www.solarkonstante.de ...:-)

Grüße von Nils (studiere Umwelttechnik in Berlin...)

 

Nachfolgend noch 4 Diagramme mit dem Sonnenlauf am: (vom Server Stadtklima.de)

23. Dezember

Sonnenverlauf am 23. Dezember


21. März

Sonnenverlauf am 21. März


21. Juni

Sonnenverlauf am 21. Juni


23. September

Sonnenverlauf am 21. September