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Vitosol 300 T 00014

Solarthermie – Was ist das eigentlich?

Die Solarthermie ist eine Sonnenanlage, mit der die kostenfreie solare Strahlung aufgefangen und in Wärme umgewandelt wird. Diese kann dann zum Beispiel zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Da das Energie-Angebot der Sonne durch Verschattung, Bewölkung oder ihre Stellung am Himmel nur schwankend auftritt, wird sie immer mit einem anderen Heizsystem kombiniert. Eine Gasheizung oder eine Wärmepumpe sorgen zum Beispiel dafür, dass so viel kostenfreie Energie wie möglich über die Sonnenanlage gewonnen und das Haus immer mit ausreichend Wärme versorgt werden kann.

Aus welchen Komponenten besteht eine Solaranlage zur Wärmeerzeugung?

Eine Solarwärme- oder Solarthermieanlage besteht aus einer Reihe von Komponenten, die sowohl im Neubau als auch bei einer Sanierung installiert werden können. Diese sind:

  • die Solarkollektoren auf dem Dach
  • der Solarkreislauf mit Regelungs- und Sicherheitstechnik
  • der Speicher zum Puffern der Wärme, wenn sie einmal nicht benötigt wird

Vitosol 200 F 00060 Solarkollektoren wandeln Strahlung in Wärme

Die Kollektoren sind die Bauteile einer Sonnenanlage, die auch von außen gesehen werden. Sie haben die Aufgabe, die Strahlung der Sonne aufzunehmen und direkt in Wärme umzuwandeln. Einfach erklärt funktioniert das wie bei einem geschlossenen Regenfass. Während die Sonne darauf scheint, überträgt sie ihre Energie und das Wasser im Inneren wird warm. Bei einer Solaranlage funktioniert das ähnlich, jedoch unterscheidet man bei den Kollektoren einer Sonnenanlage zwei typische Arten: die Flachkollektoren und die Röhrenkollektoren bzw. Vakuumröhrenkollektoren.

Der Flachkollektor besteht aus einem ringsum gedämmten Kasten, durch dessen Inneres eine Rohrschlange führt. Zur Sonne ist er mit einer transparenten Scheibe abgedeckt. Diese wurde so weit optimiert, dass sie den größten Teil der auftreffenden Strahlung ohne Spiegelung hindurch lässt. Scheint die Sonne, heizt sich der Kollektor auf und die Solarflüssigkeit – mit Frostschutzmittel versetztes Wasser – in den Rohrleitungen transportiert die Wärme zum Speicher der Solaranlage.

Ein Vakuumröhrenkollektor besteht im Gegensatz dazu aus mehreren miteinander verbundenen Glasröhren. Wie bei einer Thermoskanne befindet sich in diesen ein Vakuum, das die Wärmeverluste der Kollektorröhren reduziert. Vergleicht man beide Arten, können Sonnenanlagen mit Vakuumröhrenkollektoren auf der gleichen Fläche mehr Wärme gewinnen. Da sie auch teurer sind, eignen sie sich vor allem da, wo der Platz auf dem Dach begrenzt oder die Bedingungen für eine Solaranlage nicht optimal sind. Eine Zwischenform der beiden Typen sind Vakuumflachkollektoren. Diese sind technisch aufwendig und werden nur von wenigen Herstellern angeboten.

Der Solarkreislauf transportiert Wärme vom Dach und gewährleistet Sicherheit

Der Solarkreislauf besteht aus einem Rohrnetz, das Kollektoren und Heizungsanlage im Haus miteinander verbindet. Angetrieben von einer Umwälzpumpe zirkuliert dabei eine Solarflüssigkeit durch die gesamte Solaranlage, die die Wärme aus dem Kollektor zum Speicher transportiert. Ein Ausdehnungsgefäß und ein Sicherheitsventil gewährleisten, dass dies immer sicher und effizient funktioniert. Da die Wärme vor allem bei Solaranlagen zur Warmwasserbereitung meist dann benötigt wird, wenn die Sonne nicht scheint, muss die Energie gepuffert werden. Diese Aufgabe übernimmt ein Speicher, der je nach Einsatzgebiet der Solaranlage mit Trinkwasser oder Heizungswasser befüllt ist. Um zu verhindern, dass die Solarflüssigkeit mit Heizungs- oder Trinkwasser gemischt wird, fließt sie nie direkt, sondern über einen Wärmeübertrager durch den Speicher. Dieser besteht aus einer Rohrschlange und heizt den Speicher ähnlich einem Tauchsieder auf.

Viessmann MS 03092

Wie können Solaranlagen zur Wärmeerzeugung eingesetzt werden?

Die Wärme der Sonnenanlage kann im Haus für unterschiedliche Zwecke eingesetzt werden. Generell unterscheidet man dabei zwischen der Solaranlage zur Warmwasserbereitung und der Solaranlage zur Heizungsunterstützung:

Bei der Warmwasserbereitung mit Sonnenenergie wird die gewonnene Energie ausschließlich auf den Trinkwasserspeicher übertragen. Wie bereits beschrieben, funktioniert das mit einem Wärmeübertrager – einer Rohrschlange – der in dem Speicher integriert ist. Reicht die kostenfreie Umweltenergie nicht aus, stellt ein zusätzlicher Wärmeerzeuger sicher, dass immer genügend Wärme vorhanden ist. Da die gesamte Solaranlage zu diesem Zweck eine überschaubare Größe hat, kann sie neben Neubauvorhaben oft auch gut in ein bestehendes Gebäude integriert werden.

Bei einer Sonnenanlage zur Heizungsunterstützung wird die gesamte Umweltenergie zunächst in einen Pufferspeicher geschickt. Dieser ist mit Heizungswasser gefüllt und hält die Wärme zur Beheizung des gesamten Gebäudes vor. Auch hier wird der Speicher zusätzlich von einem zweiten Wärmeerzeuger versorgt. Dieser wird jedoch erst dann eingeschaltet, wenn die Energie im Speicher zu knapp ist und Haus oder Warmwasser nicht mehr ausreichend versorgt werden können. Im Vergleich zu Sonnenanlagen, die ausschließlich zur Warmwasserbereitung installiert werden, haben Anlagen zur Heizungsunterstützung oft größere Kollektorflächen sowie einen größeren Speicher. Eine besondere Form der Solarheizung ist das beinahe energieautarke Solarhaus. Dieses besteht neben einer besonders großen Kollektorfläche aus einem Speicher, der im Einfamilienhaus gut 10.000 Liter oder mehr als 70 Badewannenfüllungen fassen kann. Ziel des Behälters, der auch architektonisch zum Kern der Gebäude wird, ist es, die Energie der Sommersonne bis in den Winter zu bevorraten.

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