Solarthermie

Funktioniert die solare Warmwasserbereitung im Winter und bei bewölktem Himmel?

Kurzantwort

Ja. Solarkollektoren nutzen diffuse ebenso wie direkte Strahlung und wärmen das Wasser daher auch bei bedecktem Himmel vor. In Mitteleuropa liefert ein Wintermonat 10–25 % des Juli-Ertrags (in südlichen Klimazonen 40–60 %); die Rolle der Anlage verschiebt sich dabei von der Bedarfsdeckung zur Vorwärmung. Glykol- oder Drain-Back-Frostschutz hält den Kreis bis −25 °C und darunter sicher, und die Zusatzheizung deckt den Rest.

Titelgrafik: Funktioniert die solare Warmwasserbereitung im Winter und bei bewölktem Himmel?

Funktioniert die solare Warmwasserbereitung im Winter?

Ja – eine Solaranlage zur Warmwasserbereitung trägt in allen zwölf Monaten bei, denn Kollektoren wandeln diffuse Himmelsstrahlung ebenso wie direktes Sonnenlicht in Wärme um. In einem mitteleuropäischen Wintermonat liefert die Anlage typischerweise 10–25 % ihres Juli-Ertrags, in südlichen Klimazonen 40–60 %; ihre Aufgabe verschiebt sich von der Deckung des Warmwasserbedarfs zur Vorwärmung, wobei die Zusatzheizung nachheizt. Diffuse Strahlung ist keine Randressource: Sie macht in Deutschland rund die Hälfte der jährlichen Sonneneinstrahlung aus (PVGIS/JRC-Daten) – Energie, die ein Kollektor mit Selektivabsorber auch dann nutzt, wenn die Sonne nie durchbricht.

Wie viel Wärme erzeugen Kollektoren an bewölkten Tagen?

Ein bedeckter Himmel liefert immer noch 100–300 W/m² diffuse Strahlung – ein Zehntel bis ein Drittel der Spitze bei klarem Himmel. Das Kollektorfeld erreicht unter diesen Bedingungen selten 60 °C, hebt aber Kaltwasser mit 10 °C zuverlässig auf 25–40 °C an, und jedes Grad Vorwärmung ist Energie, die nicht über Heizstab oder Heizkessel zugekauft werden muss. Auch deshalb werden Anlagen in Mitteleuropa auf einen solaren Deckungsgrad von 60–70 % übers Jahr ausgelegt statt auf 100 %: Wer die volle Winterdeckung anstrebt, erzwingt ein im Sommer überdimensioniertes Feld, das den Juli in Stagnation verbringt und Flüssigkeit und Bauteile ohne nutzbaren Gewinn altern lässt.

Wie überstehen solare Warmwasseranlagen Frost?

Frostschutz ist ein gelöstes technisches Problem mit drei Standardlösungen:

FrostschutzmethodeFunktionsweiseEinsatzbereich
Geschlossener GlykolkreisEin Gemisch mit 35–45 % Propylenglykol schützt bis −25…−30 °CStandard bei Anlagen mit Zwangsumlauf in ganz Europa
Drain-Back-SystemDie Flüssigkeit läuft in einen Behälter im Gebäude ab, sobald die Pumpe stoppt – draußen bleibt nichts, was gefrieren könnteNiederlande, Belgien; anderswo zunehmend
Indirekter ThermosiphonGeschlossener Glykolmantel um den DachspeicherThermosiphon-Sets in Klimazonen mit milden Wintern

Direkte offene Systeme ohne Frostschutzmittel gehören nur in frostfreie Regionen. Welche Methode Ihre Anlage auch schützt – ihre Frostschutzreserve muss alle 2–3 Jahre im Rahmen der routinemäßigen Wartung überprüft werden, siehe die Wartungs-Checkliste.

Welcher Kollektortyp schneidet im Winter besser ab?

Vakuumröhrenkollektoren behalten mehr der gewonnenen Wärme, wenn es draußen friert, denn die Vakuumdämmung verliert fast nichts an kalte Luft – sie liefern bei kalten Bedingungen mit tiefstehender Sonne 20–30 % mehr je m². Flachkollektoren halten mit einem praktischen Wintervorteil dagegen: Ihr Glas erwärmt sich leicht und lässt Schnee abrutschen, während Schnee auf kalten Röhrenoberflächen liegen bleibt. Für gewöhnliches Trinkwarmwasser entscheidet die richtige Auslegung mehr als der Kollektortyp; die vollständige Abwägung finden Sie unter Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren.

Wie plant man eine Anlage für gute Winterleistung?

Drei Stellschrauben erhöhen den Winterertrag, ohne das Sommerverhalten zu verderben. Erstens die Neigung: 45–60° passen zur tiefstehenden Wintersonne weit besser als die 20–30°, die den Sommerertrag maximieren, und steileres Glas lässt Schnee abrutschen. Zweitens ein realistisches Ziel für den solaren Deckungsgrad – 60–70 % pro Jahr in Mitteleuropa, 80–90 % im Süden –, bemessen pro Person und Klimazone, wie unter Wie viele Kollektoren brauche ich? beschrieben. Drittens eine saubere Einbindung der Zusatzheizung: Der Solarregler muss der Solarwärme stets Vorrang geben und den Heizkessel oder Heizstab nur die Bereitschaftszone des Speichers nachheizen lassen. Solimpeks hat nach diesen Regeln gebaute Anlagen in über 96 Länder von Skandinavien bis zum Golf geliefert – Winterleistung ist ein Ergebnis der Planung, keine Klimalotterie.

Häufig gestellte Fragen

Funktionieren Solarkollektoren, wenn sie schneebedeckt sind?

Nicht, solange sie vollständig bedeckt sind – aber Licht dringt durch dünnen Schnee, erwärmt den Absorber und hilft so, dass der Schnee abrutscht. Steil geneigte Kollektoren (45–60°) räumen sich wenige Stunden nach dem Ende eines Schneefalls selbst frei, und Flachkollektoren werden schneller schneefrei als Vakuumröhren.

Kann der Kollektor bei strengem Frost einfrieren und platzen?

Nicht in einer ordnungsgemäß gewarteten Anlage. Ein Gemisch mit 35–45 % Propylenglykol schützt den Kreis bis −25 °C und darunter, und Drain-Back-Systeme lassen überhaupt keine Flüssigkeit im Freien zurück. Das eigentliche Risiko ist vernachlässigtes Glykol, dessen Frostschutz nachgelassen hat – lassen Sie es alle 2–3 Jahre prüfen.

Sollte ich die Anlage über den Winter abschalten?

Nein. Die Anlage schützt sich selbst: Der Regler lässt die Flüssigkeit nur zirkulieren, wenn nutzbare Wärme vorhanden ist, und der Frostschutz ist passiv. Abschalten bringt nichts und kostet die kostenlose Vorwärmung, die die Kollektoren an jedem hellen Wintertag liefern.

Reicht der Solarertrag im Winter für eine heiße Dusche?

An einem sonnigen Wintertag in einer gut ausgelegten Anlage oft ja. An bedeckten Tagen wärmt der Solarkreis den Speicher auf 25–40 °C vor, und die Zusatzheizung erledigt den Rest – Sie bekommen dieselbe Dusche und kaufen nur die obersten 20–30 Grad zu.

Quellen & weiterführende Literatur

Über den Autor

Technik-Team von Solimpeks

Solarthermie & Anlagentechnik