Was ist Solarthermie und wie funktioniert sie?

Was ist Solarthermie? Wie funktioniert Solarthermie und welche Vorteile bieten Solarthermieanlagen? In diesem Beitrag erfahren Sie, welche Solarthermiesysteme es gibt, wie die Anlagen funktionieren und welche Vorteile sie bieten. Wir zeigen Ihnen den Unterschied zwischen Flachkollektor und Vakuumröhrenkollektor und zudem bieten wir Ihnen einen Überblick zum aktuellen Stand dieser Technologie sowie einen interessanten Ausblick auf zukünftige Entwicklungen.

Was ist Solarthermie?

Bei Solaranlagen ist zwischen Photovoltaik und Solarthermie zu unterscheiden. Während die PV-Anlage Strom produziert, wandelt eine Solarthermieanlage die Sonnenenergie in nutzbare Wärmeenergie um. Sie können mit dieser Solaranlage Warmwasser erzeugen und bei Bedarf auch die Heizungsanlage mit Heizwasser unterstützen. Mit einer Solar-Heizung können Sie ohne fossile Energieträger klimaneutral heizen und sparen zudem noch Heizkosten.

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Wie funktioniert Solarthermie?

Sie können eine Warmwasser-Solar-Anlage und bei Bedarf sogar eine Solar-Heizung nutzen und Kosten sparen. Die Funktionsweise einer Solarthermieanlage ist relativ unkompliziert. Entscheidende Komponenten der Solaranlage (Warmwasser und Heizungsunterstützung) sind:

  • Solarkollektor (Flachkollektor oder Vakuumröhrenkollektor)
  • Wärmeträgerflüssigkeit
  • Wärmetauscher
  • Speichertank

 

Zunächst trifft die Strahlungsenergie der Sonne auf den Solarkollektor, in dem sich eine Wärmeträgerflüssigkeit befindet, bei der es sich meist um Wasser mit zugesetztem Frostschutzmittel handelt. Diese Flüssigkeit absorbiert die Energie und dehnt sich aufgrund der Erwärmung aus.

In der Folge entsteht ein Kreislauf. Das erwärmte Wasser gelangt über ein Rohrleitungssystem in den Speichertank. Im Solarspeicher befindet sich Trinkwasser bzw. Heizwasser, auf das die Wärme der Wärmeträgerflüssigkeit mittels Wärmetauscher übertragen wird. Die nun wieder abgekühlte Solarflüssigkeit wird nun wieder in den Solarkollektor gepumpt und der Kreislauf beginnt erneut. Das nun warme Wasser kann einige Zeit im isolierten Pufferspeicher gespeichert werden, bis es als Heizwasser oder Warmwasser (Dusche etc.) genutzt wird. Lesen Sie auch unseren Blogbeitrag "Die Rolle des Speichers in Solarthermieanlagen".

Diese Arten von Solarthermiesystemen gibt es

Der Solarkollektor ist ein entscheidendes Bauteil einer Solaranlage. Warmwasser oder Heizwasser lassen sich aus kostenfrei verfügbarer Sonnenenergie produzieren, im Speichertank lagern und bei Bedarf nutzen. Wenn Sie sich für eine thermische Solaranlage entscheiden, haben Sie die Wahl zwischen unterschiedlichen Kollektorenarten:

Flachkollektor:

Ein Flachkollektor besteht im Wesentlichen aus dem Gehäuse, einem Absorber, der Solarglasplatte und der Wärmedämmung. Flachkollektoren sind günstiger als Röhrenkollektoren, weisen allerdings auch einen geringeren Wirkungsgrad auf. Sie eignen sich, wenn Sie mit der Solaranlage Warmwasser bereiten möchten und keine Heizungsunterstützung erforderlich ist. Für Haushalt mit kleinem Budget sind für Warmwasser Solar-Kollektoren dieser Bauart eine gute Alternative.

Vakuumröhrenkollektor:

Der wesentliche Unterschied zu flachen Plattenkollektoren ist, dass sich der Absorber bei Flachkollektoren in doppelwandigen Vakuumröhren befindet. Für diese Bauart ist daher die Bezeichnung Vakuumröhrenkollektor üblich. Röhrenkollektoren sind teurer als Flachkollektoren, weisen allerdings auch einen deutlich höheren Wirkungsgrad auf und arbeiten selbst bei diffusen Lichtverhältnissen noch effizient. In der kalten Jahreszeit können sie auch bei niedrigen Außentemperaturen noch hohe Erträge bieten. Vakuumröhrenkollektoren sind daher ideal, um mittels Solarthermie Heizung und Warmwasser-Bereitung zu unterstützen.

Thermische Solaranlage: Vorteile und Herausforderungen im Überblick

Mit einer thermischen Solaranlage leisten Sie einen wichtigen Beitrag zum Klimaschutz, da Sie sich bewusst für die Nutzung erneuerbarer Energie entscheiden. Im Gegensatz zu fossilen Energieträgern ist Sonnenlicht kostenfrei und zudem unbegrenzt verfügbar. In diesem Zusammenhang zeigt sich noch ein weiterer Vorteil: Nutzung von Solarwärme für Heizung und Warmwasser senkt Ihre Kosten in diesem Bereich deutlich. Die Technologie ist ausgereift und arbeitet sehr effizient, zudem sind Solarthermieanlagen relativ wartungsarm, robust und langlebig. Im direkten Vergleich mit Photovoltaik weisen thermische Solaranlagen einen höheren Wirkungsgrad und besonders hohe Effizienz lässt sich in Kombination mit einer Wärmepumpe erreichen. Dies trifft auch bei Hybridsystemen mit Brennwertkesseln zu, hier können thermische Solaranlagen unterstützend zum Einsatz kommen und zu einer spürbaren Reduzierung der Heizkosten beitragen.

Die Vorteile zeigen sich insbesondere im Sommer, durchschnittlich kann Warmwasser solar mindestens von Mai bis September meist komplett ohne Heizungsunterstützung erfolgen. Auch im Winter kann die Solaranlage Warmwasser und Heizungsunterstützung bieten, allerdings liegt der Deckungsgrad in dieser Zeit durchschnittlich bei etwa 20 Prozent. Somit ist in der kalten Jahreszeit eine weitere Energiequelle zur Wärmegewinnung erforderlich. Weiterhin hängt der Ertrag nicht nur vom Wetter ab, auch der Standort ist entscheidend. Eine Solar-Heizung ist zwar relativ robust und wartungsarm, von Zeit zu Zeit fallen allerdings dennoch Kosten für die regelmäßige Wartung an. Eine weitere Herausforderung können die Anschaffungskosten für die Solarthermie-Heizung darstellen, nähere Informationen zu den Kosten für die Installation finden Sie im Blog-Beitrag "Solarthermie Kosten".

Anwendungsbereiche der Solaranlage: Warmwasser und Heizungsunterstützung

Wann ist Solarthermie sinnvoll? Aus ökologischer Sicht ist eine Solarthermieanlage grundsätzlich immer zu empfehlen. Sie erzeugen mit der Kraft der Sonne warmes Wasser und nutzen es, um Ihr Zuhause zu heizen oder Ihren Haushalt mit Warmwasser zu versorgen. Als Ergänzung zu einer bestehenden Heizungsanlage (Öl, Gas, Pellets etc.) bietet eine thermische Solaranlage den entscheidenden Vorteil, dass Sie die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern deutlich reduzieren und Heizkosten sparen können. In unserem Blogbeitrag "Hybridheizung mit Solarthermie: 5 Kombinationsmöglichkeiten mit PV, Gas, Öl, Wärmepumpe und Pellets" zeigen wir Ihnen die unterschiedlichen Möglichkeiten einer Hybrid-Solarthermie-Heizung.

Aktueller Stand und Zukunft der Solarthermie

Neben der Windenergie ist die Solarenergie eine der wichtigsten Energiequellen, daher sind Solarthermieanlagen weltweit auf dem Vormarsch. In Dubai entsteht beispielsweise momentan die derzeit größte Solarthermieanlage der Welt. Laut der Online-Statistik-Plattform STATISTA betrug die Nennleistung aller weltweit installierten Solarwärmeanlagen im Jahr 2021 rund 522 Gigawatt.

In Deutschland steht die Technologie noch im Schatten der Photovoltaik, der Erfolg ist somit noch ausbaufähig. Solarthermie ist ein wichtiger Baustein im Energiemix, wurde bisher allerdings etwas stiefmütterlich behandelt und auch von der Politik häufig etwas benachteiligt. Allerdings dürfte sich dies in Zukunft durchaus ändern, nach und nach soll in vielen Bundesländern die Solarpflicht eingeführt werden. Baden-Württemberg führte als erstes Bundesland die Solarpflicht für Wohn- und Nicht-Wohngebäude ein, die seit Anfang 2023 auch bei Sanierungen greift. Es ist zu erwarten, dass die anderen Bundesländer nach und nach folgen.

In den letzten Jahren hat der technologische Fortschritt im Bereich thermische Solaranlage zu innovativen Entwicklungen geführt, moderne Röhrenkollektoren sind nur ein Beispiel. Es ist wahrscheinlich, dass mit weiteren Innovationen zu rechnen ist, die beispielsweise einen höheren Wirkungsgrad begünstigen. Solarenergie wird die Zukunft prägen.

Fazit: Solaranlage: Warmwasser und Heizungsunterstützung

Wie funktioniert Solarthermie? Was ist Solarthermie? Mit diesen Fragen sehen wir uns regelmäßig konfrontiert, da das Interesse an dieser innovativen Technologie stetig ansteigt. Sie können mit der Solaranlage Warmwasser und Heizwasser erzeugen, als Solar-Heizung kann sie Ihre bestehende Heizung unterstützen. Wenn Sie sich für eine Solarthermie-Heizung interessieren und eine Beratung wünschen oder weitere Fragen haben, helfen wir Ihnen gerne weiter. Rufen Sie uns an, wir freuen uns bereits auf Sie.

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