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Innovative Solarsysteme

Solarthermie für Heizung und Warmwasser

Solarthermie bezeichnet die Nutzung der Sonnenenergie für Heizung und Warmwasser. Mithilfe von Solarkollektoren kann jedes Haus, das optimalerweise über eine Süd- oder Südwest ausgerichtete Dachfläche verfügt, das enorme Energiepotenzial der Sonne nutzen und unabhängiger von fossilen Brennstoffen werden. Solarthermie Anlagen können den Energieverbrauch von Privathaushalten deutlich reduzieren, die Umwelt durch die Vermeidung von klimaschädlichem CO2-Ausstoß schonen und die Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen vorantreiben.

Der Systemnutzungsgrad einer Solarthermie Anlage mit Flachkollektoren beträgt mindestens 35 Prozent. Etwa 20 Prozent der durch die Sonnenstrahlung eingebrachten Energie gehen durch optische Verluste verloren, weitere 45 Prozent durch Wärmeverluste am Kollektor selbst, im Solarkreis sowie im Speicher und im Verteilungssystem. Für den resultierenden Energieertrag einer Solarthermie Anlage ist eine Vielzahl von Einflussfaktoren entscheidend: Regionale Sonneneinstrahlung, Neigungswinkel und Ausrichtung des Dachs sowie Warmwasserverbrauch und Regelung der Solarthermieanlage sind wesentliche Parameter. Typischerweise beträgt der solare Deckungsgrad von Solarthermie Anlagen zur Warmwasserbereitung etwa 50 Prozent.

So funktionieren Solarthermieanlagen

Bei einer Solarthermieanlage wird die Wärme aus Sonnenstrahlen durch Solarkollektoren aufgenommen. Die so genannte Absorberfläche nimmt die Energie der einfallenden Sonnenstrahlen auf und übergibt diese an das zirkulierende Sole-Wasser-Gemisch. Eine Glasabdeckung (mit Vakuum bei Vakuumröhrenkollektoren) verschließt den Kollektor und mindert damit die Wärmeverluste an die Umgebung. Das Sole-Wasser-Gemisch transportiert die Wärme in den hoch gedämmten Solarspeicher, aus dem dann entweder Warmwasser zum Duschen gezapft (solarer Trinkwasserspeicher) oder für die Heizung (solarer Pufferspeicher) zur Verfügung gestellt wird.

Solarthermieanlagen

Anlagenvarianten von Solarthermieanlagen

Eine Solarthermieanlage kann zur Warmwasserbereitung oder auch für die Heizungsunterstützung genutzt werden.

  1. Solare Warmwasserbereitung: Da der Warmwasserbedarf über das ganze Jahr relativ konstant ist, eignet sich Solarthermie ideal für die Bereitstellung von Warmwasser. Im Sommer bleibt damit der Heizkessel aus.
  2. Solare Heizungsunterstützung: Zusätzlich zur solaren Warmwasserbereitung ist die solare Heizungsunterstützung verbreitet. Durch den Einsatz eines solaren Puffer- oder Kombispeichers kann die Heizung solar unterstützt werden.

Systemkomponenten einer Solarthermieanlage

Eine Solarthermieanlage ist aus folgenden Systemkomponenten aufgebaut:

  • Solarkollektoren
  • Solarer Warmwasser-, Puffer- oder Kombispeicher
  • Pumpengruppe und Regelung
  • zusätzlicher Wärmeerzeuger (Heizung)

Wie die einzelnen Systemkomponenten aufgebaut sind und wie sie die Wärme energieeffizient nutzen wird im nachfolgend erklärt.

Solarkollektoren

Eine Solarthermieanlage kann mit verschiedenen Solarkollektoren betrieben werden. Dabei unterscheidet man folgende Solarkollektoren:

  • Schwimmbad-Absorber (preiswert aber wenig Ertrag)
  • Flachkollektoren (kostengünstig, guter Ertrag, ausreichendes Temperaturniveau)
  • Vakuumröhrenkollektoren (teuer, guter Ertrag, hohe Temperaturniveau)

Solarer Warmwasser-, Puffer- oder Kombispeicher

Ein Pufferspeicher kann überschüssige Wärme aufnehmen und über Tage speichern. So steht bei Bedarf immer warmes Wasser bereit, ohne dass jedes Mal die Heizung anspringen muss. Wenn tagsüber beispielsweise über die Solaranlage mehr Wärme erzeugt als benötigt wird, so kann diese mit Hilfe des Pufferspeichers für den Abend oder nächsten Tag zwischengespeichert werden. Das sorgt nicht nur für mehr Effizienz, sondern verlängert auch die Lebensdauer der Heizung.

Pumpe einer Solarthermieanlage

In jeder modernen Heizung befindet sich eine Umwälzpumpe. Durch sie wird das Heizungswasser durch die Rohre zu den Heizkörpern bewegt. Bei Solarthermieanlagen gibt es zusätzlich den Solarkreis, in dem der Wärmeträger fließt. In diesen Kreis ist die sog. Solarkreispumpe, vorzugsweise als Hocheffizienzpumpe eingebaut.

Vorteile von Solarthermieanlagen

  • Deutliche Reduzierung der Energiekosten
  • Mehr Unabhängigkeit von der Preisentwicklung fossiler Brennstoffe
  • Vermeidung von klimaschädlichem CO2-Ausstoß
  • Ideale Kombinationsmöglichkeiten mit Brennwerttechnik als Ergänzung von einer Öl- oder Gasheizung
  • Preiswerte Erfüllung des EEWärmeG

Quelle: Effizienzhaus-online.de