Die Aperturfläche ist die Öffnung, durch die Sonnenstrahlung in einen Kollektor gelangt – bei einem Flachkollektor die sichtbare Glasfläche innerhalb des Rahmens, typischerweise 90–93 % der Bruttofläche. Seit der Überarbeitung der ISO 9806 im Jahr 2013 beziehen sich Kollektorleistung und Solar-Keymark-Datenblätter stattdessen auf die Bruttofläche; prüfen Sie daher immer, welche Fläche ein genannter Wirkungsgrad zugrunde legt, bevor Sie Kollektoren vergleichen.
Was ist der Unterschied zwischen Brutto-, Apertur- und Absorberfläche?
Jeder Solarkollektor hat drei Flächen, die um mehr als 10 % voneinander abweichen können. Die Bruttofläche ist die äußere Hülle – Länge mal Breite einschließlich Rahmen. Die Aperturfläche ist die lichtdurchlässige Öffnung: die Abdeckung innerhalb des Rahmens eines Flachkollektors oder die projizierten freien Öffnungen eines Vakuumröhrenfeldes. Die Absorberfläche ist die physische Fläche des Absorberblechs oder der Lamellen selbst.
| Fläche | Definition | Beispiel Flachkollektor |
|---|---|---|
| Brutto | Außenmaße einschließlich Rahmen | 2,40 m² |
| Apertur | Lichtdurchlässige Öffnung | 2,23 m² |
| Absorber | Fläche des Absorberblechs | 2,20 m² |
Derselbe physische Kollektor hat damit drei mögliche Bezugsgrößen für seinen Wirkungsgrad – weshalb die Bezugsfläche bei jeder Zahl angegeben werden muss.
Welche Fläche verwenden ISO 9806 und Solar Keymark?
Die Bruttofläche ist die aktuelle Bezugsgröße. EN 12975 und die frühe Solar-Keymark-Praxis gaben den Wirkungsgrad je Aperturfläche an, doch die internationale Prüfnorm ISO 9806 vereinheitlichte die Angabe mit ihrer Ausgabe von 2013 auf die Bruttofläche, und die Solar-Keymark-Datenblätter folgten; die Umstellung war 2016 abgeschlossen. Die Bruttofläche wurde gewählt, weil sie eindeutig ist – jeder mit einem Maßband erhält denselben Wert – und weil sie die Dachfläche widerspiegelt, die der Kollektor tatsächlich belegt. Ältere Datenblätter und Prospekte mit aperturbezogenen Werten sind weiterhin im Umlauf; diese wirken für dasselbe Produkt systematisch besser.
Warum verändert die Bezugsfläche die Wirkungsgradzahlen?
Weil die Energieausbeute gleich bleibt, während der Nenner wächst. Ein Flachkollektor, der bei 900 W/m² Einstrahlung 1.600 W aus 2,23 m² Apertur liefert, zeigt η0 ≈ 0,80 bezogen auf die Apertur, aber ≈ 0,75 bezogen auf seine 2,40 m² Bruttofläche. Bei Vakuumröhrenkollektoren ist der Effekt weit größer: Ihr Bruttorechteck schließt die leeren Zwischenräume zwischen den Röhren ein, sodass ein Röhrenkollektor mit einem werblichen Aperturwirkungsgrad von 0,75 bezogen auf die Bruttofläche vielleicht nur mit 0,45–0,65 zertifiziert wird. Den Aperturwert eines Herstellers mit dem Bruttowert eines anderen zu vergleichen, ist der häufigste Fehler bei der Kollektorauswahl – die Parameter η0, a1 und a2 der Kollektorkennlinie sind nur bei gleicher Flächenbasis fair vergleichbar.
Wie fließt die Kollektorfläche in Auslegung und Förderung ein?
Förderprogramme und Auslegungsregeln knüpfen echtes Geld an diese Definitionen. Das italienische Conto Termico 3.0 berechnet seinen Zuschuss pro Quadratmeter Kollektorfläche; das Programm lässt inzwischen solarthermische Anlagen bis 2.500 m² Kollektorfläche zu. Frankreichs MaPrimeRénov' legt eigene Flächen- und Zertifizierungsbedingungen für PVT-Kollektoren fest. Auslegungsfaustregeln – etwa 1–1,5 m² Flachkollektor pro Person für Trinkwarmwasser – beziehen sich traditionell auf die Aperturfläche; die praktische Rechnung finden Sie unter Wie viele Solarkollektoren brauche ich? Geben Sie in jedem Antrag und jeder Förderakte die Fläche genau so an, wie das Programm sie definiert – mit dem Wert aus dem Solar-Keymark-Datenblatt. Solimpeks führt Brutto- und Aperturfläche im Datenblatt jedes Wunder-Kollektormodells auf, sodass Planer den richtigen Wert direkt ablesen können, statt ihn herzuleiten.
Häufig gestellte Fragen
Welche Fläche sollte ich beim Vergleich zweier Kollektoren verwenden?
Verwenden Sie für beide dieselbe Bezugsgröße – die Bruttofläche, denn darauf beziehen sich die aktuellen Solar-Keymark-Zertifikate. Noch besser: Vergleichen Sie den jährlichen Energieertrag pro Kollektormodul aus dem Datenblatt für Ihr Referenzklima, damit entfällt die Flächenfrage ganz.
Warum zeigen Vakuumröhrenkollektoren einen niedrigen Wirkungsgrad bezogen auf die Bruttofläche?
Ihr Bruttorechteck enthält den leeren Raum zwischen den Röhren, der keine Strahlung aufnimmt. Bezogen auf die Apertur schneiden die Röhren gut ab; bezogen auf die Bruttofläche drücken die Zwischenräume den Wert typischerweise auf 0,45–0,65. Keine der beiden Zahlen ist falsch – sie beantworten unterschiedliche Fragen.
Ist die Aperturfläche dasselbe wie die Absorberfläche?
Nein. Die Apertur ist die lichtdurchlässige Öffnung; der Absorber ist die Metallfläche dahinter. Bei einem guten Flachkollektor unterscheiden sie sich nur um wenige Prozent, bei Röhrenkollektoren mit innenliegenden Lamellen kann der Unterschied erheblich sein.
Verwenden Förderunterlagen die Brutto- oder die Aperturfläche?
Das hängt vom Programm ab; prüfen Sie daher die Definition in den Antragsregeln. Das italienische Conto Termico zahlt pro Quadratmeter installierter Kollektorfläche, während Frankreichs MaPrimeRénov' eigene Bedingungen für PVT festlegt – das zertifizierte Datenblatt nennt beide Werte.