In einem Thermosiphon-Solar-Warmwasserbereiter zirkuliert das Fluid allein durch Dichteunterschiede: Im Kollektor erwärmtes Fluid wird leichter und steigt in einen darüber montierten Speicher, während kühleres Fluid nach unten sinkt, um erneut erwärmt zu werden. Der Speicherboden muss mindestens 30 cm über der Oberkante des Absorbers liegen. Thermosiphon-Anlagen dominieren die solare Warmwasserbereitung im Mittelmeerraum, in Asien außerhalb Chinas, in Lateinamerika und in Subsahara-Afrika.
Wie funktioniert die Thermosiphon-Zirkulation ohne Pumpe?
Wärme macht Wasser leichter, und das ist der ganze Mechanismus. Wasser mit 80 °C ist etwa 3 % weniger dicht als Wasser mit 20 °C, und in einem geschlossenen senkrechten Kreis reicht dieser Unterschied, um Fluid zu bewegen: Von der Sonne erwärmte Flüssigkeit im Absorber steigt in den darüberliegenden Speicher, und kühlere Flüssigkeit vom Speicherboden sinkt nach, um ihren Platz einzunehmen.
Der Antriebsdruck wird in Millibar gemessen, nicht in bar, daher muss eine Thermosiphon-Auslegung jedes Hindernis beseitigen, das ein gepumpter Kreis ignorieren kann. Das heißt großzügige Rohrquerschnitte (22–28 mm statt 15 mm), kurze Leitungswege, einen kontinuierlichen Anstieg vom Kollektor zum Speicher ohne Senken, in denen sich Luft fangen kann, und so wenige Bögen, Ventile und Formstücke wie möglich. Der Volumenstrom regelt sich dann selbst: Helle Sonne erzeugt eine größere Temperaturdifferenz, schnellere Zirkulation und mehr gelieferte Wärme; bei schwacher Sonne ruht der Kreislauf weitgehend. Eine Zwangsumlaufanlage braucht einen Solarregler und eine Pumpe, um genau dieses Verhalten nachzubilden.
Wo muss der Speicher sitzen?
Immer über dem Kollektor. Die Faustregel lautet, dass der Boden des Speichers mindestens 30 cm höher liegt als die Oberkante des Absorbers; darunter kommt die Zirkulation zum Erliegen, und das System braucht eine Pumpe. Deshalb sind Thermosiphon-Geräte auf einen Blick erkennbar – ein liegender Zylinder auf einem Gestell direkt über dem Modul.
Die Konsequenz betrifft die Statik, nicht die Hydraulik. Ein gefülltes 200-L-Thermosiphon-Gerät wiegt mit Speicher, Gestell, Wasser und Kollektor 250–300 kg, konzentriert auf eine kleine Dachfläche. Auf einem geneigten Ziegeldach muss das Gestell auf Sparren stehen, nicht auf Dachlatten, und in windreichen oder erdbebengefährdeten Regionen ist das Montagegestell das Bauteil, das eine statische Bemessung braucht. Die TSM-Thermosiphon-Anlagen von Solimpeks werden genau aus diesem Grund in Größen von 120–350 L gebaut: Der Speicher wird auf den Haushaltsbedarf abgestimmt und nicht auf den größten Kollektor, der passt.
Was verhindert, dass der Speicher nachts wieder auskühlt?
Ein Rückschlagventil oder ein Siphonbogen (Wärmefalle) in den Rohrleitungen. Sobald die Sonne untergeht, kehrt sich das Temperaturgefälle um: Der Kollektor wird zum kältesten Teil des Kreises, und wenn nichts den Rückfluss sperrt, läuft der Kreis rückwärts und gibt die Tageswärme an den Nachthimmel ab. Gut gebaute Thermosiphon-Anlagen nutzen ein Rückschlagventil, einen nach unten geführten Siphonbogen an den Speicheranschlüssen oder beides.
Nachtverluste sind auch ein Speicherproblem. Ein Thermosiphon-Speicher steht im Freien und ist dem Wind ausgesetzt, daher zählt sein Bereitschaftsverlust mehr als bei einem Speicher im Haus; 50 mm Polyurethan und eine UV-beständige Außenhülle sind das sinnvolle Minimum.
Thermosiphon oder gepumpt – was passt zu Ihrem Standort?
| Kriterium | Thermosiphon | Gepumpt (Zwangsumlauf) |
|---|---|---|
| Strombedarf | Keiner | 20–50-W-Pumpe, 6–10 h/Tag |
| Speicherposition | Über dem Kollektor, im Freien | Beliebig, meist im Haus |
| Frosttoleranz | Direkte Typen: nur frostfreie Klimazonen; indirekte Typen mit Glykol vertragen leichten Frost | Voller Schutz mit Propylenglykol oder Drain-Back |
| Dachlast | 250–300 kg konzentriert | 20–40 kg je Kollektor |
| Installationskosten | Am niedrigsten – ein werkseitig vorgefertigter Bausatz | Höher: Pumpengruppe, Regler, Speicher im Haus |
| Beste Eignung | Mittelmeerraum, Naher Osten, Afrika, Türkei | Mittel- und Nordeuropa, architektonisch sensible Dächer |
Thermosiphon-Anlagen dominieren in sonnigen Märkten, weil sie zu den Klimazonen passen, in denen solare Warmwasserbereitung am wirtschaftlichsten ist. Wo die Winter hart sind, friert dasselbe Fluid, das durch die Schwerkraft zirkuliert, auch durch die Schwerkraft ein, und die gepumpte indirekte Variante gewinnt.
Welche Zertifizierung sollte eine Thermosiphon-Anlage tragen?
Werkseitig gefertigte Solar-Warmwasserbereiter – der komplette Satz aus Kollektor, Speicher, Gestell und Zubehör – werden als System nach EN 12976 geprüft und zertifiziert, nicht nur als Kollektor. Das Solar Keymark kann auf dieser Grundlage vergeben werden, wobei der Kollektor selbst nach ISO 9806 geprüft wird. Kundenspezifisch gebaute gepumpte Anlagen fallen unter die separate Normenreihe EN 12977.
Verlangen Sie das Systemzertifikat, nicht nur das Kollektorzertifikat. Eine Solar-Keymark-Nummer, die das gesamte werkseitig gefertigte System abdeckt, belegt, dass Speicherdämmung, Frostverhalten und Jahresertrag des zusammengebauten Produkts tatsächlich gemessen wurden – und genau das verlangen Förderprogramme in ganz Europa.
Häufig gestellte Fragen
Funktioniert ein Thermosiphon-Solar-Warmwasserbereiter im Winter?
Ja, in milden Wintern. Die Leistung fällt mit der Einstrahlung, sodass eine Anlage im Mittelmeerraum, die im Juli 90 % des Bedarfs deckt, im Januar vielleicht 30–40 % deckt, wobei der elektrische Heizstab den Rest übernimmt. In Klimazonen mit strengem Frost ist nur ein indirektes Thermosiphon-System mit Glykolkreis und Speicher mit Doppelmantel sicher, und gepumpte Systeme sind meist die bessere Lösung.
Kann der Speicher statt auf dem Dach im Dachboden installiert werden?
Nur wenn der Speicherboden weiterhin über der Oberkante des Kollektors liegt und die Rohrführung kontinuierlich ansteigt. In der Praxis bedeutet eine Dachbodeninstallation, dass die Kollektoren tief auf dem Dach sitzen müssten, was selten funktioniert. Muss der Speicher tiefer, wechseln Sie zu einem gepumpten System.
Wie lange braucht ein Thermosiphon-System zum Aufheizen?
Die Zirkulation setzt innerhalb von Minuten ein, sobald der Kollektor wärmer als die Speichertemperatur ist, doch ein voller 200-L-Speicher braucht typischerweise 4–6 Stunden guter Sonne, um aus dem kalten Zustand 55–65 °C zu erreichen. Da kein Regler abschaltet, lädt der Speicher den ganzen Tag weiter und erreicht seine höchste Temperatur am späten Nachmittag.
Brauchen Thermosiphon-Systeme Wartung?
Weniger als gepumpte Systeme, weil es keine Pumpe, keinen Regler und kein Ausdehnungsgefäß gibt, die ausfallen könnten. Direkte Systeme in Gebieten mit hartem Wasser brauchen ein Entkalken des Absorberkreises; indirekte Systeme brauchen alle zwei Jahre eine Glykolprüfung. Anode des Speichers und Gestellbefestigungen sollten beim selben Besuch kontrolliert werden.