Letzte Aktualisierung: 10.12.2020

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Funktion von Solarreglern in Solarthermie-Anlagen

Wozu dienen Solarregler in einer Solarthermie-Anlage? Wie wird der Solarkreislauf geregelt? Welche Regelungsstrategien gibt es?
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Ein Solarregler ist dient der Regelung und Steuerung der solarthermischen Seite des Heizungssystems. Die Grundfunktion stellt die Temperaturdifferenzregelung dar, die anhand der Temperatur des Kollektors und des Speichers erkennt, wann ein Wärmebedarf vorliegt und wann nicht. Je nachdem schaltet der Solarregler dann die Solarkreispumpe ein oder aus. Ein moderner Solarregler bietet heutzutage jedoch weit umfangreichere Regelungsfunktionen, um insbesondere im Verbund mit anderen Heizwärmeerzeugern die Solarthermie-Anlage effizient zu betreiben.

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Funktionsumfang von Solarreglern

Über Fühler misst ein Solarregler die verschiedenen Temperaturen im Kollektor und Speicher und schaltet die Umwälzpumpe des Solarkreislaufs (Solarpumpe) entsprechend ein oder aus, sodass die Kollektoren über die Volumenstromregelung mal mehr und mal weniger Wärme in den Solarspeicher liefern. 

Im Solarregler können über einen Mikroprozessor vorprogrammierte Betriebsmodi und viele Sonderfunktionen wie spezielle Vorrangfunktionen (siehe unten) oder Beladelogiken eingestellt werden. Der Solarregler übernimmt aber auch Anlagenüberwachungs- und Sicherheitsfunktionen.

Die Bedienung des Solarreglers erfolgt vielfach über Touchscreen-Displays und auch die Anlagendaten können z. B. über SD-Karten auf einen Computer übertragen werden. Moderne Solarregler lassen sich aber auch mit dem Smartphone bedienen und in ein Smart Home-System integrieren.

Solarregler sind heute vielfach in Solarstationen integriert, die eine einfache Steuerung, Kontrolle und Bedienung der Solarthermie-Anlage ermöglichen. Sie werden aber auch als Einzelgeräte angeboten.

Temperatursteuerung des Solarreglers

Der Solarregler funktioniert über Temperaturfühler, die sich im Kollektorgehäuse (am Sammelrohr oder auf dem Absorber in der Nähe des Kollektorfeld-Vorlaufs) und im Solarthermie-Speicher (auf mittlerer Höhe des Solarwärmetauschers oder in Höhe des Kollektorkreis-Rücklaufs) befinden.

Der Solarregler schaltet dann je nach voreingestellter Temperaturdifferenz zwischen Solarthermie-Kollektor und Solarthermie-Speicher die Umwälzpumpe ein und aus und sorgt so für einen dem Wärmebedarf entsprechenden Wärmetransport zwischen diesen Solarthermie-Komponenten.

Wird eine voreingestellte Temperaturdifferenz zwischen z.B. 5 °C oder 10 °C erreicht, schaltet der Solarregler die Solarpumpe ein. Geht die Temperaturspreizung zurück, wird die Pumpe wieder abgeschaltet. Die Bandbreite zwischen diesen Schaltschwellen ist von der Rohrleitungslänge im Kollektorkreis abhängig.

Regelungstrategien über Solarregler

Grundsätzlich zielt die Regelstrategie darauf ab, die Kollektortemperatur möglichst nahe über der jeweils kältesten Temperatur im Solarthermie-Speicher zu halten.

Low Flow- vs. High Flow-Regelung

Eine Ausnahme hiervon bilden sog. "Low Flow"-Systeme (niedriger Durchfluss) in Verbindung mit Schichtspeichern. Auf diese Weise kann der Solarregler schnell eine hohe Temperatur im oberen Bereitschaftsteil des Speichers erreichen. Während viele Experten einer Solarthermie-Anlage mit "High Flow"-Regelung (hoher Durchfluss) einen höheren Solarertrag zuschreiben, können ähnliche Erträge je nach Einschichtungstechnik in Abhängigkeit der Wettersituation und des Heizwärmebedarfs auch mit einer Low Flow-Regelung erreicht werden.

Während man die Solarpumpen in High Flow-Anlagen mit fast jeder Solarregelung auch im Low Flow-Betrieb betreiben kann, ist die Leistung der Solarpumpen in Low Flow-Anlagen meistens zu klein, um diese im High Flow zu betreiben.

Solarvorrang-Funktion

In einem bivalenten Heizungssystem in Kombination mit z. B. einer Gasbrennwerttherme mit Solar lässt sich über den Solarthermieregler auch eine Solarvorrang-Funktion einstellen. Dabei wird die Wärmeeinspeisung durch Gasbrennwert- oder Pelletskessel zugunsten der Nutzung von Solarthermie pausiert. Das Nachheizen mit dem Kessel wird erst aktiviert, wenn keine zeitnahe oder ausreichende Versorgung mit Solarwärme mehr sichergestellt ist.

Die Ansteuerung der einzelnen Kessel kann über verschiedene Schnittstellen wie z. B. OT-Bus bei Gasbrennwertgeräten, Modbus-LAN-Schnittstelle bei Pelletskesseln und 0-10V-Schnittstelle bei Wärmepumpen oder Fremdkesseln geregelt werden. So kann man den Solarregler auch mit dem Smartphone bedienen und in ein Smart Home-System integrieren.

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