Wie man ein Gewächshaus mit Solarmodulen beheizt

Ein Gewächshaus kann eine großartige Umgebung für das Wachstum von Pflanzen sein, in der man die volle Kontrolle über die Wachstumsbedingungen hat und somit das ganze Jahr über Pflanzen und Gemüse anbauen kann. In den Wintermonaten, wenn die Temperaturen auf sehr niedrige Werte sinken, muss das Gewächshaus beheizt werden, um die idealen Wachstumsbedingungen aufrechtzuerhalten.

Eine effektive Möglichkeit, das Gewächshaus bei kalten Temperaturen zu beheizen, ist der Einsatz eines Solarheizsystems. Je nach der Temperatur im Gewächshaus und seiner Größe kann die Solarheizung sehr effizient sein. An Orten, an denen die Temperaturen im Winter bis unter den Gefrierpunkt sinken können, müssen Sie die Solarheizung mit anderen Heizmethoden kombinieren.

Typen von Solarheizsystemen

Es gibt zwei Arten von Solarheizsystemen: Aktive und passive Solarheizsysteme.

Aktive Solarsysteme bestehen aus PV-Sonnenkollektoren, die die Sonneneinstrahlung einfangen und in Strom umwandeln, um Ventilatoren, Gebläse und Pumpen zu betreiben, die Wärme im Gewächshaus erzeugen und verteilen.

Kann ein Gewächshaus mit Solarmodulen beheizt werden?

Wenn es um die Beheizung eines typischen Mini- oder Hobbygewächshauses geht, werden PV-Solarmodule hauptsächlich dazu verwendet, Batterien aufzuladen, die nachts eine Raumheizung betreiben. Tagsüber braucht man eigentlich keine Heizung, vor allem wenn das Gewächshaus zur Sonne ausgerichtet ist. Wenn das nicht der Fall ist, können Sie die Sonnenenergie der Paneele nutzen, um Ventilatoren anzutreiben, die warme Luft von außen in das Gewächshaus zirkulieren lassen.

Theoretisch kann man also sagen, dass es möglich ist, Ihr Gewächshaus mit Sonnenkollektoren zu heizen. Sie benötigen PV-Solarmodule, eine Reihe von Batterien, ein Solarladegerät, einen Wechselrichter und eine Heizung. Es ist ein ganzer Prozess, der wie bei jeder anderen Solarstromanwendung abläuft.

Aber ist es auch praktisch? Das ist eine wichtige Frage, die von bestimmten Faktoren wie der Größe des Gewächshauses, dem Wärmebedarf in Abhängigkeit von der Umgebungstemperatur, der Leistung der Paneele und der Batterien und den damit verbundenen Kosten abhängt.

Im Folgenden habe ich anhand eines Beispiels untersucht, ob es praktisch ist, ein Gewächshaus mit Solarzellen zu beheizen.

Ist es praktisch, PV-Solarzellen zum Heizen zu verwenden?

Wenn Sie sich ein wenig mit Solarenergie und Berechnungen beschäftigen, zeige ich Ihnen einfach, ob es praktisch ist, ein Gewächshaus mit Solarzellen zu beheizen. Wenn Sie sich nicht so sehr dafür interessieren, können Sie diesen Abschnitt überspringen und weiter unten lesen.

1. Angenommen, Sie haben ein Gewächshaus, das außen an Ihr Haus angebaut ist und etwa 150 m² groß ist.
2. In den Wintermonaten, wenn die nächtlichen Temperaturen unter den Gefrierpunkt fallen, benötigen Sie eine Heizung von mindestens 1000 Watt, um die Temperatur auf einem Thermostatniveau von 60 F zu halten, das für den Anbau der meisten Pflanzen geeignet ist, die milde Wetterbedingungen benötigen.
3. Angenommen, Sie erhalten etwa 4 Stunden am Tag gute Wärme von der Sonne.
4. So haben Sie 4 Stunden Zeit, um die Batterien mit einer Nennleistung von 12 V 400 AH zu laden. Der Strom, der durch die Batterie fließt, um die 1000W-Heizung zu betreiben, beträgt also 1000/12 ~ 83A.
5. Da die Batterie 400 AH hat, wird sie bei 83 A die Heizung für ~5 Stunden betreiben.
6. Um die Heizung für eine optimale Dauer von 14 Stunden laufen zu lassen, benötigen Sie mindestens 3 Sätze von 12V 400 AH Batterien.
7. Um eine einzelne 400-AH-Batterie 4 Stunden lang zu laden, beträgt der erforderliche Strom 400/4 = 100 A.
8. Um eine 400-AH-Batterie zu laden, ist also eine Leistung von 100*12 = 1200 Watt erforderlich. Für 3 Batterien benötigen Sie PV-Solarmodule mit einer Leistung von 3600 Watt.
9. Bei einem 200W 12V-Solarmodul beträgt die Gesamtzahl der benötigten Module 18. Nehmen wir an, dass ein 200W 12V-Panel etwa $500 kostet, so belaufen sich die Gesamtkosten der Panels auf $9000.
10. Bei den Kosten für die Batterien kostet eine 100 AH Deep Cycle Batterie etwa $200. 12 Batterien kosten also $2400.
11. Zu den Kosten für die Heizung und den Thermostat kommt noch hinzu, dass das gesamte Gerät nach vorsichtigen Schätzungen etwa $12000 kosten wird, ohne Berücksichtigung der Energieverluste bei der Umwandlung von Solar- in elektrische und von elektrischer in Wärmeenergie, die erheblich sind.
12. Selbst wenn Sie das Gewächshaus tagsüber beheizen wollen, wenn Sie die Batterien nicht benötigen, wäre die erforderliche Leistung der Paneele zu hoch, um dies zu rechtfertigen.

Selbst wenn die Solarmodule etwa 20 Jahre halten, ist diese ganze Methode zusammen mit den Ersatzkosten für die Batterien sehr kostspielig, wie wir gesehen haben. Egal, ob es sich um ein Hobby oder um eine kommerzielle Produktion handelt, die Anfangskosten für die Einrichtung eines aktiven Solarheizsystems können sehr hoch sein.

Für einen viel geringeren Preis kann man eine elektrische Heizung betreiben, die direkt mit Strom betrieben wird. Wenn Sie Strom sparen wollen, können Sie sich auch für Erdgasheizungen wie Petroleum- oder Kerosinheizungen entscheiden, die ziemlich sicher sind, oder sogar für Propanheizungen.

Wenn Sie Sonnenenergie und Sonnenkollektoren zum Heizen nutzen wollen, ist eine weitere Option die Verwendung von solarbeheiztem Wasser oder Hydrokultur. Die Kosten sind viel geringer und die Heizleistung ist höher.

Was die Praktikabilität betrifft, ist die Beheizung Ihres Gewächshauses mit Sonnenkollektoren also keine gute Idee. Die hohen Betriebskosten werden Ihnen den Spaß an der Nutzung des Gewächshauses nehmen.

Beheizung eines Gewächshauses mit Solarzellen

In einigen Fällen werden die Kosten für die Nutzung dieses Systems sinken, und wenn Sie sehr daran interessiert sind, dieses System zum Heizen zu nutzen, können Sie es immer noch verwenden. Die Kosten werden in den folgenden 3 Fällen gesenkt:

1. Sie leben an einem Ort, an dem die Nachttemperaturen nicht sehr stark sinken. Sie können eine Heizung mit geringerer Leistung verwenden.
2. Sie wollen die Heizung für eine kürzere Dauer in der Nacht verwenden.
3. Sie verwenden ein kleineres Minigewächshaus.

Trotz der hohen Kosten der Solarheizung gibt es auch einige Vorteile.

• Sie gilt als umweltfreundlich, da sie keine schädlichen Gase ausstößt.
• Extrem zuverlässig, so sehr, dass Sie wahrscheinlich nie Ausfallzeiten erleben werden, weil die Sonne jeden Morgen aufgeht, so dass die Sonnenenergie täglich gespeichert wird.

Unterschiedliche Arten von Sonnenkollektoren

Um ein Gewächshaus mit Sonnenkollektoren effektiv zu beheizen, müssen Sie die richtigen kaufen. Auf der Suche nach den besten Solarmodulen für Gewächshäuser stößt man auf zwei gängige Typen – monokristalline und polykristalline Solarmodule, die jeweils ihre eigenen Vor- und Nachteile haben.

Zunächst einmal erfüllen beide Modultypen dieselbe Funktion in Ihrem gesamten Solarheizsystem für Gewächshäuser: Sie fangen die Wärme der Sonne ein und wandeln sie in Strom um. Außerdem bestehen beide Typen aus Silizium – einem Material, das für die Konstruktion von Solarmodulen bevorzugt wird.

Auch wenn beide Typen eine gute Wahl für Ihr Gewächshaus sind, gibt es doch ein paar wichtige Merkmale, die sie voneinander unterscheiden. Einer der bemerkenswerten Unterschiede zwischen den beiden ist die Art der verwendeten Technologie. Während polykristalline Solarmodule aus Solarzellen bestehen, die aus unzähligen zusammengeschmolzenen Siliziumfragmenten hergestellt werden, bestehen monokristalline Solarmodule aus Solarzellen, die aus einem einzigen Siliziumkristall hergestellt werden.

Polykristalline Solarzellen sind im Allgemeinen preiswerter als ihre monokristallinen Gegenstücke, bieten aber auf der anderen Seite geringere Wirkungsgrade. Und weil sie aus mehreren Siliziumfragmenten zusammengesetzt sind, werden sie oft als „multikristallin“ bezeichnet.

Welche der beiden Arten von Solarzellen kann also ein Gewächshaus effektiv beheizen?

Während beide Arten eine hohe Lebensdauer von mehr als 20 Jahren haben, sind monokristalline Solarzellen effizienter und etwas teurer als polykristalline Solarzellen. Ein Beispiel für ein energieeffizientes monokristallines PV-Solarmodul-Kit ist das Renogy 200W 12V Solarmodul-Kit mit dem Wanderer-Laderegler. Auch wenn Sie die Solarmodule nicht zum Beheizen Ihres Gewächshauses verwenden, kann dieses Solar-Kit bei anderen kostensparenden Maßnahmen wie dem Betrieb eines Kühlgebläses, der Beleuchtung oder der Erwärmung von Wasser für die Pflanzen und den Boden nützlich sein.

Monokristalline Module haben einen schwarzen Farbton, während polykristalline Solarzellen einen bläulichen Farbton aufweisen. Unabhängig davon, für welchen Typ Sie sich entscheiden, haben sie keinen Einfluss auf die Leistung der einzelnen Solarzellentypen. Und da Gewächshäuser in der Regel nicht in großem Maßstab gebaut werden und die meisten nur wenig Platz zur Verfügung haben, können monokristalline Solarmodule Ihnen helfen, Ihre Stromproduktion zu maximieren, da sie effizienter sind.

Die Einrichtung eines Solarkollektor-Heizsystems

Für die Einrichtung eines PV-Solarkollektor-Heizsystems benötigen Sie Solarkollektor-Kits, die Drähte, Solarmodule und Solarladegeräte enthalten. Dann brauchen Sie Deep-Cycle-Batterien, einen Wechselrichter, einen Thermostat und die Heizung.

Durch die von der Sonne empfangene Wärme laden die Solarmodule die Gleichstrombatterien auf. Diese Batterien wiederum sind an einen Wechselrichter angeschlossen, da die Heizung mit Wechselspannung betrieben wird. Die Batterien werden also für den Betrieb der Heizung verwendet.

Tipps zur effektiven Beheizung von Gewächshäusern mit Solarmodulen

Die Installation von Solarmodulen in Ihrem Gewächshaus spielt eine entscheidende Rolle für deren Effektivität und Effizienz. Die perfekte Ausrichtung des Solarmoduls ist, wenn es senkrecht zu den Sonnenstrahlen ausgerichtet ist. Der optimale Neigungswinkel sollte mit dem Breitengrad des Standortes übereinstimmen. Außerdem sollte die Vorderseite der Paneele nach Süden ausgerichtet sein, wenn Sie sich auf der Nordhalbkugel befinden.

Außerdem sollten Sie darauf achten, dass die Solarmodule in einem Bereich installiert werden, der zwischen 9 Uhr morgens und etwa 15 Uhr nachmittags nicht beschattet wird, da jede Stufe die Leistung des Solarmoduls erheblich beeinträchtigt. Der beste Weg, um die Effizienz zu maximieren, ist die direkte Sonneneinstrahlung. Ein weiterer guter Tipp für die effektive Beheizung eines Gewächshauses mit Sonnenkollektoren ist eine gute Isolierung, um Wärmeverluste zu verringern und eine effiziente Wärmeübertragung zu gewährleisten.

Abschließende Gedanken

Wie wir gesehen haben, kann die Beheizung Ihres Gewächshauses mit Hilfe von Sonnenkollektoren und einer Heizung eine kostspielige Angelegenheit werden. Stattdessen gibt es verschiedene hybride Heizmethoden wie passive Solarheizsysteme mit Wärmetauscher, thermischer Masse und solarbeheiztem Warmwasser, die viel energieeffizienter und kostengünstiger sind.

Haben Sie schon einmal daran gedacht, Ihr Gewächshaus mit Sonnenkollektoren zu beheizen? Welche Methode verwenden Sie derzeit für die Beheizung Ihres Gewächshauses?