Solarthermie – Alles eine Frage der Technik
Um aus den Sonnenstrahlen Wärme für den eigenen Haushalt zu gewinnen, benötigt man vor allem drei Dinge: Solarkollektoren, einen Solarspeicher sowie eine Steuerungseinheit, die den Betrieb der Anlage regelt. Für alle drei Komponenten sind mittlerweile viele unterschiedliche Modelle auf dem Markt, die den individuellen Bedürfnissen von Hausbesitzern entgegenkommen. Wir haben die wichtigsten Fakten für Sie zusammengestellt. Für detaillierte Fragen können Sie mithilfe unserer Solar-Fachbetriebssuche bei Solarbetrieben anfragen oder unverbindlich Angebote einholen.
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Woraus besteht eine Solarthermie-Anlage?
Solarkollektoren
Flachkollektoren
Am weitesten verbreitet sind Flachkollektoren, deren Name sich von der Bauweise ableitet. Sie haben keine Erhebungen und sind als ebene Fläche der Sonne hin zugewandt. Ihre obere Schicht besteht aus Glas oder einem vergleichbaren transparenten Material. Sie soll möglichst viel Sonneneinstrahlung in das Innere des Kollektors weiterleiten und schützt gleichzeitig die sensible Technik. In dem Kollektor befindet sich die Absorberfläche (lat. absorbere: verschlucken, aufsaugen). Sie besteht aus Kupfer oder einem anderen Material, das Wärme gut leiten kann. Durch sie fließt die Wärmeträgerflüssigkeit, die die gewonnene Wärme in den Speicher weiterleitet. Auf der Rückseite des Kollektors befinden sich eine Abdeckung sowie eine Dämmschicht.
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Vakuumröhrenkollektoren
Hinter Vakuumröhrenkollektoren verbirgt sich ein anderes Konzept, das zwar platzsparender ist. Allerdings sind die am Markt verfügbaren Modelle im Durchschnitt rund 30 Prozent teurer als entsprechende Flachkollektoren mit vergleichbarer Leistung. Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus einer Röhre in U-Form oder mehreren nebeneinander angebrachten Röhren. Das Vakuum befindet sich, je nach Bauart, in den Röhren oder zwischen den Röhren. Die Absorberflächen sind, ebenfalls abhängig von der Bauweise, im Inneren der Röhren oder an ihrer Oberfläche. Ihren höheren Wirkungsgrad erzielen sie vor allem durch die Trägerflüssigkeit, die durch das Vakuum nicht mit Luft vermischt ist. Gleichzeitig können sie eine wesentlich höhere Betriebstemperatur erreichen und damit mehr Energie für das Wasser und die Heizung zur Verfügung stellen.
Steuerungseinheit für Solarthermieanlagen
Im Sommer, wenn die Sonne mitunter den ganzen Tag mit voller Kraft scheint, kann der Brauchwasserbedarf in manchen Häusern vollständig von der Solarthermie gedeckt werden. Die Steuerungseinheit ist unter anderem dafür zuständig, dass die Anlage abgeschaltet wird, sobald der Warmwasserspeicher erwärmt ist. Die Geräte, die auch Regler oder Controller genannt werden, gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Sie kosten im Vergleich zu den anderen Komponenten der Anlage nicht viel: Einfache Modelle sind schon für unter 100 Euro zu haben.
Allerdings empfiehlt es sich, gerade bei der Steuerung nicht nur auf den Preis zu achten. Wichtiger sind die Möglichkeiten, die die Modelle bieten: Etwa den Anschluss und die Regelung weiterer Energie- beziehungsweise Heizquellen bis hin zur kompletten Steuerung aller Heizungssysteme im Haus. Darüber hinaus spielen die Bedienbarkeit sowie die Ein- und Ausgänge, etwa für zusätzliche Temperatursensoren, eine wichtige Rolle.
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Speicher für Solarthermieanlagen
Im Speicher wird das erwärmte Brauchwasser gesammelt und für die Nutzung im Haushalt bereitgehalten. Die Größe des Speichers, der sowohl als Standformat als auch zur Wandanbringung verfügbar ist, richtet sich nach der Größe der Immobilie sowie nach der Anzahl der Bewohner.
Es gibt verschiedene Speichertypen. Diese drei Modelle sind am weitesten verbreitet:
Pufferspeicher für Solarthermie
Der Name des Pufferspeichers leitet sich aus seiner Aufgabe ab: Warmes Wasser, das nicht sofort gebraucht wird, warmzuhalten. Gute Modelle können die Temperatur über mehrere Tage erhalten.
Schichtenspeicher für Solarthermie
In einem Schichtenspeicher wird nicht das komplette Wasservolumen gleichmäßig erwärmt oder auf Temperatur gehalten, sondern in Schichten. Wärmeres Wasser hat naturgemäß eine geringere Dichte als kaltes und strömt daher nach oben. Diese Art von Speichern macht sich das physikalische Prinzip zunutze und bringt das Wasser mittels eines außen angebrachten Wärmetauschers auf unterschiedliche Temperaturen. Innerhalb des Speichers entstehen so verschiedene Zonen kälteren und wärmeren Wassers, die sich nicht vermischen. Das Wasser wird aus dem oberen Teil des Speichers entnommen, wo es die höchste Temperatur hat. Schichtenspeicher sind eine erweiterte Form des Pufferspeichers.
Kombispeicher für Solarthermie
Kombispeicher werden benötigt, wenn die Solarthermie-Anlage nicht nur zur Warmwasserausbereitung, sondern auch zur Heizungsunterstützung genutzt werden soll. Innerhalb des Speichers, in dem das Heizungswasser gespeichert wird, befindet sich bei den verbreiteten „Tank-in-Tank-Systemen“ ein zweiter separater Speicher, der meist im oberen Bereich angebracht ist. Das Wasser wird somit durch die Wärme des größeren Heizungstanks, die durch die Solarthermie gewonnen wird, miterwärmt.
Alternativ gibt es Systeme, bei denen das benötigte warme Brauchwasser mittels Durchleitung auf höhere Temperaturen gebracht wird. Im Heizungstank verlaufen in diesem Fall Rohre, durch die das Trinkwasser bei Bedarf geleitet wird.
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