Die Rolle des Speichers in Solarthermieanlagen

Eine solarthermische Anlage wandelt das Licht der Sonne in Wärme um. Nutzen lässt sich diese allerdings nur, wenn die Solarthermie mit einem Pufferspeicher und/oder einem Trinkwasserspeicher kombiniert wird. Dieser ermöglicht es, die gewonnene thermische Energie zu konservieren und zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen. Wir erklären Ihnen, wie Solarspeicher funktionieren, welche Speicherarten es gibt und nach welchen Kriterien Sie einen Warmwasserspeicher für Solarthermie auswählen sollten.

Wie funktioniert ein Solarthermie-Speicher?

Solarspeicher zeichnen sich durch eine hohe und schlanke Bauform aus. Diese begründet sich nicht nur in dem Wunsch, die Stellfläche möglichst klein zu halten. Der Hauptgrund besteht vielmehr in der natürlichen Temperaturschichtung. Warmes Wasser besitzt eine geringere Dichte als kaltes. Deshalb sammelt es sich im oberen Bereich, während kälteres nach unten sinkt. Je schmaler der Solarthermie-Speicher ist, desto besser funktioniert das.

Im Inneren des Speichers verläuft eine spiralförmige Leitung, die als Wärmetauscher dient. Am oberen Ende dieser Spirale befindet sich der Vorlauf-Anschluss der Solarthermieanlage, während unten der Rücklauf ansetzt. Die vom Kollektor erhitzte Wärmeträgerflüssigkeit durchfließt den Solarthermie-Speicher von oben nach unten und gibt dabei die vom Kollektor gesammelte Wärmeenergie an das im Speicher befindliche Wasser ab. Anschließend wird sie mithilfe einer Pumpe zurück aufs Dach befördert.

Der Kaltwasserzulauf befindet sich im unteren Bereich des Speichers. Je mehr sich das Wasser erwärmt, desto weiter steigt es nach oben in Richtung der Warmwasserentnahme. Somit ist dort immer das heißeste Wasser im Puffer verfügbar.

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Welche Solarspeicherarten gibt es?

Nach ihrem Verwendungszweck werden Solarthermie-Speicher unterteilt in:

  • Trinkwasserspeicher,
  • Pufferspeicher (für Anlagen zur Heizungsunterstützung),
  • Kombispeicher (für Heizung und Warmwasser).

Bei Trinkwasserspeichern handelt es sich um kunststoffbeschichtete oder emaillierte Stahlspeicher. Sie verfügen häufig über zwei Wärmetauscher (bivalente Speicher): einen für den Solarkreis und einen weiteren für eine zusätzliche Wärmeerzeugungsanlage (z. B. Pelletheizung). Damit entsteht auch an bewölkten Tagen kein Mangel an Warmwasser. Das größte Problem bei dieser Variante ist die Gefahr der Verkeimung. Um dieser vorzubeugen, muss die Temperatur im gesamten System mindestens einmal wöchentlich auf 60 bis 70 °C erhöht werden.

Pufferspeicher für Solarthermie sind mit Heizungswasser gefüllte Stahlspeicher, die ausschließlich der Heizungsunterstützung dienen. Da sie eine stärkere Wärmedämmung erfordern, sind sie größer und benötigen mehr Platz als Trinkwasserspeicher. Über einen zusätzlichen Frischwasserspeicher ist es möglich, mit dem Pufferspeicher für Solarthermie Warmwasser im Durchlaufprinzip zu erzeugen. Das bietet gegenüber Trinkwasserspeichern den Vorteil, dass keine speziellen Maßnahmen gegen Legionellen erforderlich sind.

Kombispeicher für Solarthermie vereinen die Funktionen von Trinkwasser- und Pufferspeicher für Solarthermie. Sie versorgen die Küche und das Bad mit warmem Wasser und unterstützen gleichzeitig die Heizung. Diese Solarthermie-Speicher werden häufig als Tank-in-Tank-Systeme realisiert. Dabei befindet sich ein kleiner Trinkwasserspeicher im oberen Bereich des Wärmespeichers. Wie bei den reinen Trinkwasserspeichern ist auch bei dieser Speichervariante eine Keimprävention erforderlich. Der Platzbedarf ist noch größer als beim Pufferspeicher für Solarthermie. Ein weiterer Nachteil beim Kombispeicher für Solarthermie ist die geringe Auslastung außerhalb der Heizperiode.

Wie groß sollte ein Wärmespeicher für Solarthermie sein?

Beim Warmwasserspeicher für Solarthermie sollte die Größe dem doppelten Tagesbedarf an warmem Trinkwasser entsprechen. Damit ist sichergestellt, dass die Warmwasser-Solaranlage mit Speicher auch an dunklen Tagen ausreichend warmes Wasser bereitstellt. Der Pro-Kopf-Verbrauch liegt in Deutschland bei rund 30 bis 35 Litern pro Tag. Somit sollte ein Warmwasserspeicher für Solarthermie 60 bis 70 Liter Speichervolumen pro Person bieten. In einem Vier-Personen-Haushalt wären das insgesamt 240 bis 280 Liter.

Die Größe beim Pufferspeicher für Solarthermie sollten Sie so wählen, dass die von den Kollektoren erzeugte Wärmemenge möglichst exakt hineinpasst. Bei Röhrenkollektoren mit Pufferspeicher können Sie das Volumen etwas großzügiger bemessen, da sie bei gleicher Fläche einen höheren Ertrag einbringen als Flachkollektoren.

Um einen kombinierten Solar-Warmwasserspeicher mit Heizungsunterstützung wirtschaftlich betreiben zu können, muss seine Größe optimal zur Kollektorfläche passen. Darüber hinaus sollte er ausreichend warmes Wasser zum Duschen, Abwaschen und Händewaschen bereitstellen. Gängige Richtwerte sind:

  • 50 bis 60 Liter Heizwasserspeicher je Quadratmeter Kollektorfläche,
  • 60 bis 70 Liter je Kilowatt installierter Heizleistung,
  • bei Tank-in-Tank-Speichern: 80 Liter Trinkwasser je im Haushalt lebender Person.

 

Die Kosten für Solarthermie mit Speicher hängen davon ab, ob Sie sich für einen Warmwasserspeicher, einen Pufferspeicher oder einen Kombispeicher entscheiden. Ersterer schlägt bei einem Fassungsvermögen von 200 Litern mit rund 2.000 Euro zu Buche, ein Pufferspeicher je nach Größe mit 1.200 bis 3.500 Euro. Solar-Warmwasserspeicher mit Heizungsunterstützung bewegen sich je nach Ausstattung zwischen 2.500 und 5.000 Euro. Für den Gesamtpreis einer Warmwasser-Solaranlage mit Speicher müssen Sie außerdem die Kollektoren, die Rohre, die Solarpumpe, sonstiges Zubehör sowie die Installation einrechnen.

Wie wartungsintensiv sind die Speicher für solarthermische Anlagen?

Speicher für die Solarthermie werden häufig als wartungsfrei angepriesen. Um maximale Effizienz und eine lange Lebensdauer zu gewährleisten, ist eine regelmäßige Kontrolle dennoch sinnvoll. Für die Solarthermie mit Pufferspeicher empfiehlt sich eine jährliche Sichtprüfung auf undichte Stellen. Bei der Warmwasser-Solaranlage mit Speicher und bei Anlagen mit Kombispeicher müssen zusätzlich hin und wieder Verschleißteile wie die Opferanode getauscht werden. Insgesamt sind die Speicher aber sehr robust und können durchaus mehrere Jahrzehnte halten.

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