Altes Prinzip, neue Möglichkeiten

Definition Solarwärme

Mit Hilfe thermischer Solaranlagen (Solarkollektoren) lässt sich die Sonnenenergie zur Erwärmung von Wasser nutzen. Grundsätzlich lassen sich zwei Einsatzbereiche dieser Technik unterscheiden: Solaranlagen, die nur das Brauchwasser (Abwasch, Dusche usw.) erwärmen und Solarsysteme, die zusätzlich die Raumheizung unterstützen. Die Anlagen bestehen aus den Solarkollektoren, einem Wärmeträger und einem Brauchwasserspeicher.

Herzstück von Solarthermieanlagen ist der Solarkollektor, der das auftreffende Sonnenlicht in Wärme umwandelt. Das Funktionsprinzip entspricht dem eines Treibhauses. Die Sonnenstrahlung tritt durch eine transparente Fläche ein und trifft auf den so genannten Absorber, der die Sonnenenergie aufnimmt und sich erwärmt. Absorber bestehen meist aus schmalen Metallstreifen, an denen Rohre befestigt sind. Durch diese wird Flüssigkeit gepumpt, die die Wärme aufnimmt und zum Speicher transportiert. Bei den Kollektoren gibt es zwei grundsätzlich verschiedene Bauformen: Den Flachkollektor, bei dem der Absorber in einen flachen, isolierten Kasten eingebaut ist und den Vakuumröhrenkollektor, bei dem Absorberstreifen in luftleeren Glasröhren untergebracht sind.

Solaranlagen zur Erwärmung des Brauchwassers werden so ausgelegt, dass sie den Warmwasserbedarf während der Sommermonate vollständig solar decken können. So kann im Sommer die konventionelle Heizung komplett abgestellt werden. Im Frühjahr, Herbst und Winter heizt die Solaranlage vor, so dass die Zusatzheizung weniger Energie benötigt. Über das ganze Jahr gerechnet verringert die Solaranlage den Brennstoffbedarf um 50 bis 80 Prozent.

Die meisten Solarkollektoranlagen zur Brauchwassererwärmung, die derzeit in Deutschland installiert werden, arbeiten als Zweikreisanlage: Der Solarkollektor wird mit einem frostsicheren Wärmeträgermittel (meist Wasser/Glykol) in einem geschlossenen Kreislauf betrieben. Dieses System wird mit einer Pumpe angetrieben. Die so gewonnene Wärme wird über einen Wärmetauscher an den Brauchwasserspeicher abgegeben. Für die Planung der Größe des Speichers ist der Warmwasserbedarf ausschlaggebend.

Solaranlagen, die zusätzlich die Heizung unterstützen, sind technisch aufwändiger. Angebot und Nachfrage nach Raumwärme sind jahreszeitlich versetzt: In den Wintermonaten besteht der größte Bedarf an Heizenergie, jedoch das geringste Angebot an Sonnenenergie, in den Sommermonaten ist es umgekehrt. Die Sonnenenergie muss bis in den Winter gespeichert werden. Dies erfolgt üblicherweise in Wassertanks. Eine solare Raumheizung hat ihren größten Nutzen in der Übergangszeit, also im Frühjahr und im Herbst. Bei einem gut wärmegedämmten Haus können 20 bis 30 Prozent des Öl- und Gasbedarfs für Heizung und Warmwasser eingespart werden.

Eine kombinierte solare Raum- und Brauchwasserheizung hat üblicherweise drei Kreisläufe: Den Solar-, den Brauchwasser- und den Heizungskreislauf. Eine der auf dem Markt gängigen Bauformen ist das Zweispeichersystem: Es besteht aus einem Brauchwasserspeicher und einem Pufferspeicher für die Heizung. Solarenergie wird erst in den Brauchwasserspeicher und wenn dieser geladen ist, in den Pufferspeicher abgegeben. Bei fehlendem Sonnenschein heizt das reguläre Heizungssystem nach. Für die Berechnung der Anlagengröße muss der Wärmebedarf anhand einer Wärmebedarfsrechnung oder der Heizkostenabrechnung ermittelt werden.