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Solarthermie

- Wärme vom Dach

Solarthermie nutzt die Sonnenenergie zur Bereitung von Warmwasser. Auch zum Heizen lässt sich Solarthermie einsetzen. Alles rund um Solarthermie hier!

Sonne satt fürs Eigenheim

Die natürlichsten und einfachsten Wärmequellen liegen direkt vor unserer Nase. Während wir mit Geothermie die Wärme der Erde anzapfen, nutzen wir mit Solarthermie die immense Kraft unserer Sonne. Was jeder Heizthermietechnik zugrunde liegt, ist das Einfangen der Wärmeenergie mittels Kollektoren und deren Zuführung in einen Wärmespeicher.

Wie funktioniert Solarthermie? - Solarthermieanlagen einfach erklärt

Das Prinzip einer Solarthermieanlage ist simpel. In großen Kollektoren mit dunkler Absorberfläche zirkuliert eine Solarflüssigkeit. Scheint die Sonne darauf, dann erwärmt sich dieses Medium. Die warme Flüssigkeit fließt zu einem Wärmetauscher. Dieser nimmt die Wärmeenergie ab und überträgt sie in einen Pufferspeicher. Die abgekühlte Solarflüssigkeit wird nun zurück in die Kollektoren geleitet und dort wieder von der Sonne erhitzt.

Solarthermie - Technik erklärt

Welche Kollektoren gibt es für Solarthermie?

- Solarthermie Kollektor

In der Regel werden Solarthermieanlagen auf einem Dach erbaut. Das hat zwei Gründe: Zum einen findet sich hier der nötige Platz für die großflächigen Kollektoren, zum anderen wird ein hoch gelegenes Hausdach nicht mehr von Bäumen oder anderen Häusern verschattet. Es sei denn, die umliegenden Bauten sind sehr viel höher. Das ist aber, aufgrund von Bauvorschriften, meistens nicht der Fall.

Als Hausbesitzer wählen Sie zwischen zwei etablierten Technologien:

  • Flachkollektoren
  • Vakuumröhrenkollektoren

Beide Systeme arbeiten zwar mit Absorbern, unterschieden sich aber grundlegend in Aussehen, Preis und Wirkungsgrad.

Solarthermie Flachkollektor
– günstig und gut

Wie effektiv sind Flachkollektoren?

Bei Flachkollektoren sind die Absorber in einem flachen, wärmegedämmten Gehäuse untergebracht. Die Dämmung erfolgt über Mineralwolle oder Polyurethanschaum. Sie ist nicht ganz so effektiv wie bei den Vakuumröhrenkollektoren. Daher ist der Energieverlust bei diesem System auch höher.

Der Wirkungsgrad beläuft sich auf 60 Prozent bis 85 Prozent, je nach Hersteller und System. Für die Bereitstellung von Warmwasser ist dies jedoch, vor allem in den warmen Monaten des Jahres, mehr als ausreichend. Wer allerdings mit seiner Solarthermieanlage auch heizen will, braucht eine Ausführung mit einem hohen Wirkungsgrad.

Bei der Technik mit Flachkollektoren benötigt man etwas mehr Dachfläche als beim System mit Vakuumröhren. 1,5 qm pro Person sollte man für die Warmwasserbereitung rechnen und 1 qm pro 10 qm Wohnfläche für eine gewünschte Heizunterstützung.

Was kostet ein Flachkollektor? – Solarthermie Flachkollektor Kosten

Mit etwa 300 bis 600 Euro pro Quadratmeter Kollektorfläche ist die Solaranlage aber auch vergleichsweise günstig und besitzt ein ausgezeichnetes Preis-Leistungs-Verhältnis. Zudem ist die Technik ausgereift und große Innovationen sind auch zukünftig nicht zu erwarten. Das System bleibt also lange wertstabil.

Als Vorteil ist auch die gute Witterungsbeständigkeit zu nennen. Solarthermieanlagen mit Flächenkollektoren können in dachintegrierter Bauweise installiert werden. Dann bieten sie nur noch geringe Angriffsfläche für Wind und Wetter.

Solarthermie Röhrenkollektoren

– die Premiumtechnik

Der große Unterschied zu den Flachkollektoren springt dem Betrachter sofort ins Auge. Die Kollektoren bei diesem System sind runde Zylinder, die nebeneinander angeordnet sind. Im Inneren herrscht ein Vakuum und darin liegt der Absorber. So funktionieren übrigens auch gute Thermoskannen.

Wie effektiv ist eine Röhrenkollektor?

Das Vakuum isoliert den Absorber so gut, dass der Wirkungsgrad dieser Solarthermietechnologie bei stattlichen 90 Prozent liegt. Die Kollektoren verlieren selbst bei hohen Temperaturunterschieden kaum Wärme und so ist die Technik in den Übergangsjahreszeiten effektiver und funktioniert selbst im Winter. Allerdings benötigt das System eine höhere Vorlaufzeit als Solarthermieanlagen mit Flachkollektoren. An sehr kalten Tagen kann es auch zu Vereisungen kommen, die sich nicht so schnell lösen.

Beim Platzbedarf punkten die Vakuumröhren gegenüber der Konkurrenztechnik. Mit nur 1 qm pro Person für die Warmwasserbereitung ist die Technik rund ein Drittel kleiner. Möchte man die Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung einsetzen, benötigt man ein Fünftel weniger Platz: 0,8 qm auf 10 qm Wohnfläche.

Die Solarflüssigkeit wird in Vakuumkollektoren auf bis zu 120 Grad erhitzt. Wichtig ist, dass die Anlage richtig justiert ist, denn im Sommer stellt sich durch die hohen Temperaturen schneller eine Stagnation im System ein. Dafür funktioniert die Technik aber auch auf Dächern, die keine optimale Ausrichtung haben, noch hervorragend.

Was kostet ein Röhrenkollektor? – Solarthermie Röhrenkollektor Kosten

Der Preis liegt höher als bei den Flachkollektoren. Pro Quadratmeter fallen 400 bis 800 Euro an.

Was ist besser Röhrenkollektor oder Flachkollektor?

Sicherlich auch wegen der niedrigeren Investitionskosten sind Solarthermieanlagen mit Flächenkollektoren in Deutschland beliebt. Etwa 70 Prozent der verbauten Systeme laufen mit dieser Technik.

Entscheidend ist aber nicht nur der Preis, sondern auch das geplante Einsatzszenario. Wer ein Haus besitzt, das nicht perfekt liegt oder die Solarthermieanlage auch zum Heizen nutzen möchte, ist mit den Vakuumröhren meist besser aufgestellt. Nur für die Warmwasserbereitung genügt die günstigere Technologie mit Flachkollektoren.

Sonderformen für Spezialeinsätze

Eine Solarthermieanlage eignet sich besonders gut dafür, Wasser zu beheizen. Was liegt dann näher, als sie als Poolheizung zu nutzen. Möchten Sie ihr Schwimmbad mithilfe der Sonne aufheizen, dann können Sie das Poolwasser direkt durch einen Schwimmbadkollektor leiten. Ein Speicher wird nicht mehr benötigt, denn der Pool selbst übernimmt diese Funktion. Der Schwimmbadkollektor ist eine sehr einfache Konstruktion aus schwarzen Rohren. Die einzige technische Anforderung besteht darin, einen möglichst geringen Strömungswiderstand zu erzeugen, damit die Pool-Pumpe das Wasser problemlos durch den erweiterten Kreislauf pumpen kann.

In den USA weiter verbreitet als hierzulande ist der Luftkollektor. Das liegt aber auch daran, dass bei uns die Luftheizung generell weniger verbaut wird. Eine Solarthermieanlage, die Luft als Medium nutzt, ist größer dimensioniert als eine mit Flüssigkeit. Der Luftstrom wird über Ventilatoren angetrieben, die Strom benötigen. Das verschlechtert die Energiebilanz, vor allem in Bezug auf die Warmwasserbereitung. In der Verbindung mit einer PV-Anlage wird dieser Nachteil jedoch relativiert. Ein Vorteil ist sicherlich, dass die Luft-Solarthermieanlage, anders als wäre sie mit Flüssigkeit betrieben, nicht einfrieren kann. Auch die Be- und Entlüftung des Gebäudes wird geregelt, was bei Passivhäusern von Vorteil ist und die Energiebilanz wieder verbessern kann.

Eine Verbindung aus Strom- und Wärmegewinnung geht der Hybridkollektor ein. Diese noch recht junge Technologie vereint PV-Zellen mit Luft- oder Flüssigkollektoren. Die Bauweisen sind sehr unterschiedlich und ob sich so eine Anlage lohnt, bestimmt immer der Einzelfall. Als Herausforderung gilt es hier den Spagat zwischen den idealen Bedingungen für beide Technologien zu meistern. Denn während für Photovoltaik eine Betriebstemperatur jenseits der 25 Grad Celsius mit Leistungseinbußen verbunden ist, fängt es für die Solarthermie hier erst so richtig an, sich zu lohnen. Bei Platzmangel auf dem Dach kann die Anschaffung allerdings durchaus Sinn ergeben.

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