Solarthermie-Ratgeber – Funktion, Kollektoren und Speicher
Solarthermie nutzt Sonnenenergie, um Wärme für die Warmwasserbereitung und zur Unterstützung der Heizung bereitzustellen. Eine thermische Solaranlage besteht unter anderem aus Sonnenkollektoren, einer Solarstation, einem Solarregler und einem geeigneten Wärmespeicher.
Doch wie funktioniert Solarthermie genau? Worin unterscheiden sich Flachkollektoren und Röhrenkollektoren? Und welche Komponenten werden für eine vollständige Solaranlage benötigt? In unserem Solarthermie-Ratgeber erfahren Sie, worauf es bei Planung, Aufbau und Betrieb ankommt.
Solarthermie im Überblick
- Funktionsweise einer Solarthermieanlage
- Flachkollektoren und Röhrenkollektoren
- Benötigte Komponenten
- Warmwasser und Heizungsunterstützung
- Planung und Dimensionierung
- Solarthermie-Produkte bei Heizlando
Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?
Eine Solarthermieanlage wandelt die einfallende Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um. Die auf dem Dach oder einer geeigneten Montagefläche installierten Solarkollektoren erwärmen ein Wärmeträgermedium, meist ein Wasser-Frostschutz-Gemisch.
Eine Solarpumpe transportiert die erwärmte Solarflüssigkeit über Rohrleitungen zu einem Wärmetauscher im Speicher. Dort wird die Wärme an das Speicherwasser übertragen. Anschließend fließt das abgekühlte Wärmeträgermedium zurück zu den Solarkollektoren.
Der Kreislauf beginnt erneut, sobald ausreichend Sonnenenergie zur Verfügung steht und die Regelung eine Wärmeübertragung ermöglicht. Auf diese Weise kann Sonnenwärme für die Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung eines bestehenden Heizsystems genutzt werden.
Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren?
Bei thermischen Solaranlagen unterscheidet man hauptsächlich zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Beide Bauarten nehmen Sonnenstrahlung auf und übertragen die gewonnene Wärme an den Solarkreislauf.
Flachkollektoren
Flachkollektoren besitzen einen flächigen Absorber hinter einer transparenten Abdeckung. Der Absorber nimmt die Sonnenstrahlung auf und gibt die Wärme an das Wärmeträgermedium weiter.
Die vergleichsweise einfache Konstruktion und die großflächige Bauweise machen Flachkollektoren zu einer häufig eingesetzten Lösung für die solare Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung.
Vakuumröhrenkollektoren
Vakuumröhrenkollektoren reduzieren Wärmeverluste durch die Isolierwirkung des Vakuums. Dadurch können sie insbesondere bei größeren Temperaturunterschieden zwischen Kollektor und Umgebung Vorteile bieten.
Je nach Ausführung arbeiten diese Kollektoren mit Heat-Pipe-Technologie oder direkt durchströmten Röhren. Die konkrete Bauweise beeinflusst die Leistungsfähigkeit und die Anforderungen an Montage und Betrieb.
Welche Kollektorart ist besser?
Welche Kollektorart für eine Anlage geeignet ist, hängt von der verfügbaren Dachfläche, der Ausrichtung, dem gewünschten Temperaturniveau, dem Nutzungsprofil und der Wirtschaftlichkeit ab.
Eine pauschale Überlegenheit einer Bauart lässt sich daraus nicht ableiten. Entscheidend sind die technischen Leistungsdaten und die richtige Dimensionierung der Solaranlage.
Flachkollektoren entdecken → Röhrenkollektoren entdecken →
Welche Komponenten benötigt eine Solarthermieanlage?
Für den Aufbau einer thermischen Solaranlage werden mehrere aufeinander abgestimmte Komponenten benötigt:
- Solarkollektoren: Nehmen Sonnenstrahlung auf und wandeln sie in Wärme um.
- Solarstation: Enthält je nach Ausführung eine Umwälzpumpe, Armaturen und weitere Komponenten für den Solarkreislauf.
- Solarregler: Überwacht die Temperaturen und steuert die Solarpumpe bedarfsgerecht.
- Wärmespeicher: Nimmt die erzeugte Wärme auf und stellt sie bei Bedarf zur Verfügung.
- Solarleitungen: Verbinden Kollektoren, Solarstation und Wärmetauscher.
- Membran-Ausdehnungsgefäß: Nimmt Volumenänderungen des Wärmeträgermediums auf.
- Sicherheitseinrichtungen: Dienen unter anderem der Druckabsicherung und dem sicheren Betrieb des Solarkreislaufs.
Die einzelnen Komponenten müssen hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften und Leistungsdaten aufeinander abgestimmt sein. Besonders wichtig sind dabei die Kollektorfläche, die Förderleistung der Solarpumpe und die Größe des Wärmespeichers.
Solarthermie für Warmwasser und Heizungsunterstützung
Eine Solarthermieanlage kann gezielt für die Warmwasserbereitung ausgelegt werden. Dabei wird die gewonnene Sonnenwärme über einen Wärmetauscher an einen geeigneten Warmwasserspeicher übertragen.
Bei Anlagen zur Heizungsunterstützung kann zusätzlich ein geeigneter Pufferspeicher eingebunden werden. Dieser ermöglicht die zeitversetzte Nutzung der erzeugten Wärme und die Kombination mit weiteren Wärmeerzeugern.
Welche Rolle spielt der Solarspeicher?
Ein Solarspeicher nimmt die erzeugte Wärme auf und stellt sie bei entsprechendem Bedarf zur Verfügung. Je nach Anlagenkonzept werden spezielle Warmwasserspeicher mit Solarwärmetauscher oder Pufferspeicher für die Einbindung in die Zentralheizung eingesetzt.
Wie viel Wärme eine Solaranlage tatsächlich bereitstellt, hängt von Sonneneinstrahlung, Kollektorfläche, Ausrichtung, Speichergröße und dem Wärmebedarf ab. Besonders während der Wintermonate kann weiterhin ein zusätzlicher Wärmeerzeuger erforderlich sein.
Worauf sollte man bei der Planung achten?
Eine richtig dimensionierte Solarthermieanlage sollte auf den tatsächlichen Wärmebedarf und die geplante Nutzung abgestimmt werden. Wichtige Planungsfaktoren sind:
- Verfügbare Dachfläche und Dachneigung
- Ausrichtung der Kollektoren und mögliche Verschattung
- Benötigte Kollektorfläche
- Warmwasserverbrauch und Heizwärmebedarf
- Auslegung und Größe des Wärmespeichers
- Hydraulische Einbindung in die vorhandene Heizungsanlage
- Leitungslängen, Wärmedämmung und erforderliche Sicherheitseinrichtungen
Auch geeignete Schutzmaßnahmen gegen Frost und Überhitzung sowie die fachgerechte Auslegung des Ausdehnungsgefäßes müssen berücksichtigt werden.
Die Planung, Montage und Inbetriebnahme einer Solarthermieanlage sollten durch einen qualifizierten Fachbetrieb erfolgen.
Solarthermie-Komponenten bei Heizlando
Bei Heizlando finden Sie Flachkollektoren, Röhrenkollektoren, Solarregler, Solarstationen, Solarspeicher und Zubehör für unterschiedliche Anlagenkonzepte.
Ob Sie eine bestehende Heizungsanlage um Solarthermie ergänzen oder eine neue Anlage zur Warmwasserbereitung planen: Vergleichen Sie die technischen Eigenschaften der angebotenen Komponenten und wählen Sie die passende Kombination für Ihre Anforderungen.