Eine Solarthermie-Anlage wandelt Sonnenlicht mithilfe von Dachkollektoren, eines Umwälzkreises und eines gedämmten Speichers direkt in Wärme um – meist für Trinkwarmwasser. Kollektoren wandeln 60–70 % der auf sie treffenden Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um, etwa das Dreifache des Wirkungsgrads eines Photovoltaik-Moduls, und eine richtig dimensionierte Anlage deckt 50–70 % des jährlichen Warmwasserbedarfs eines Haushalts.
Aus welchen Hauptkomponenten besteht eine Solarthermie-Anlage?
Jede Solarthermie-Anlage besteht aus denselben Funktionsblöcken: einem Kollektor, der Sonnenlicht aufnimmt, einem Kreis, der die Wärme transportiert, und einem Speicher, der sie hält, bis Sie einen Hahn öffnen. In einer europäischen Anlage mit Pumpe (indirekt) sehen diese Blöcke so aus:
| Komponente | Funktion |
|---|---|
| Solarkollektor (Flachkollektor oder Vakuumröhrenkollektor) | Nimmt Solarstrahlung auf und überträgt sie an die Flüssigkeit |
| Wärmeträgerflüssigkeit | Transportiert Wärme vom Dach zum Speicher; meist ein Glykol-Wasser-Gemisch |
| Solarpumpengruppe | Wälzt die Flüssigkeit um, zeigt Druck und Volumenstrom an, enthält Sicherheitsventile |
| Differenztemperaturregler | Lässt die Pumpe nur laufen, wenn der Kollektor heißer ist als der Speicher |
| Bivalenter Speicher | Speichert die Wärme; Solar-Wärmetauscher unten, Zusatz-Wärmetauscher oben |
| Ausdehnungsgefäß | Nimmt die Volumenänderung der Flüssigkeit beim Erwärmen auf |
| Zusatzheizung (Heizkessel, Wärmepumpe oder Elektro-Heizstab) | Heizt an sonnenarmen Tagen nach |
Die Wahl des Kollektors zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren verändert die Leistung bei hohen Temperaturen, nicht aber die grundlegende Architektur.
Wie gelangt die Wärme vom Dach zu Ihrem Wasserhahn?
Sonnenlicht erwärmt eine Absorberplatte hinter der Kollektorabdeckung; eine Selektivbeschichtung verhindert, dass die aufgenommene Wärme wieder abstrahlt. Wenn der Regler feststellt, dass der Kollektor typischerweise 6–8 K heißer ist als der untere Teil des Speichers, startet er die Pumpe. Die Flüssigkeit nimmt im Absorber Wärme auf, gibt sie über den unteren Wärmetauscher des Speichers ab und fließt zurück aufs Dach. Der Speicher wird von unten nach oben aufgeheizt, wodurch die Temperaturschichtung erhalten bleibt, und die Zusatzheizung bedient nur den oberen Bereich – so ersetzt jede Solar-Kilowattstunde direkt zugekaufte Energie. Wenn Sie einen Hahn öffnen, verlässt Wasser mit Netzdruck den Speicher oben; die Solarflüssigkeit kommt in einer indirekten Anlage nie mit Ihrem Trinkwasser in Berührung.
Wie effizient ist Solarthermie im Vergleich zu Photovoltaik?
Bei Trinkwarmwassertemperaturen wandelt ein guter Kollektor 60–70 % der einfallenden Solarenergie in Wärme um, während ein Photovoltaik-Modul rund 20 % in Strom umwandelt. Dieser Unterschied ist physikalisch bedingt und keine Frage der technischen Reife: Wärme ist eine niederwertigere Energieform als Strom und daher viel leichter einzufangen. Das IEA Solar Heating & Cooling Programme berichtet von mehr als 500 GWth installierter Solarthermie-Leistung weltweit, die zum größten Teil genau diese Aufgabe erfüllt – Wasser zu erwärmen. Der Vergleich mit PV hat mehr Dimensionen als den reinen Wirkungsgrad, weshalb wir ihn separat in Photovoltaik vs. Solarthermie behandeln.
Welche Arten von Solarthermie-Anlagen gibt es?
Zwei Unterscheidungen gliedern die Anlagenfamilie. Mit Pumpe oder passiv: Anlagen mit Pumpe nutzen einen Regler und eine Umwälzpumpe, während eine Thermosiphon-Anlage durch natürliche Konvektion zirkuliert, wobei der Speicher oberhalb des Kollektors montiert ist – keine Pumpe, kein Strom. Direkt oder indirekt: Direkte Anlagen erwärmen das Leitungswasser selbst im Kollektor, indirekte Anlagen nutzen einen separaten Frostschutzkreis und einen Wärmetauscher; die Abwägungen behandelt Direkte vs. indirekte Solar-Warmwasserbereitung. In Klimazonen mit kalten Wintern kommen fast immer indirekte Anlagen mit Pumpe oder Drain-Back-Systeme zum Einsatz; in frostfreien Küstenklimazonen genügen einfache direkte Thermosiphon-Anlagen.
Welchen Anteil Ihres Warmwassers deckt sie tatsächlich?
Eine richtig dimensionierte Anlage in Mitteleuropa liefert 50–70 % des jährlichen Warmwasserbedarfs – im Sommer nahezu vollständige Deckung, im Winter eine nützliche Vorwärmung. Zertifizierte Leistungsdaten sind hier wichtig: Nach Solar Keymark geprüfte Kollektoren veröffentlichen unabhängig gemessene Leistungswerte, sodass sich Deckungsangaben überprüfen lassen, statt ihnen blind zu vertrauen. Solimpeks fertigt seit 2001 Kollektoren in Konya, besitzt die Solar-Keymark-Zertifizierung für die gesamte Wunder-Kollektorreihe und die SRCC-OG-100-Zertifizierung für ausgewählte Wunder-ALS-Modelle; die saisonale Aufteilung der Deckung zwischen Sommer und Winter wird in Solare Deckung im Sommer und im Winter im Detail untersucht.
Häufig gestellte Fragen
Funktioniert eine Solarthermie-Anlage an bewölkten Tagen?
Ja, mit verringerter Leistung. Kollektoren ernten diffuse wie auch direkte Strahlung, sodass auch bedeckte Tage noch eine Vorwärmung liefern statt gar nichts. Die Zusatzheizung deckt den Fehlbetrag automatisch, sodass die Verfügbarkeit von Warmwasser nie vom Wetter abhängt.
Ist Solarthermie dasselbe wie Solarmodule?
Nein. Solarthermie-Kollektoren erzeugen Wärme; Photovoltaik-Module (PV) erzeugen Strom. Auf dem Dach sehen sie ähnlich aus, bedienen aber unterschiedliche Verbraucher. PVT-Hybridmodule vereinen beide Funktionen in einem Gerät.
Wie lange hält eine Solarthermie-Anlage?
Hochwertige Kollektoren laufen in der Regel 20–25 Jahre oder länger – Solimpeks legt seine Kollektoren auf eine Lebensdauer von 20–25 Jahren aus. Pumpe, Regler und Glykolflüssigkeit sind die Verschleißteile, die im Rahmen der normalen Wartung ersetzt werden, nicht erst zusammen mit der Anlage.
Brauche ich für eine Solaranlage einen speziellen Warmwasserspeicher?
Sie brauchen einen Speicher mit eigenem Solar-Wärmetauscher im unteren Bereich – meist ein bivalentes Modell mit Zusatzheizung oben. Ein normaler Speicher mit nur einem Wärmetauscher lässt sich bei einer Nachrüstung gelegentlich ersetzen oder ergänzen.