Mit Solarthermie Warmwasser erzeugen: Wie geht das? Wann lohnt es sich? Und was ist der Unterschied zwischen Flach- und Röhrenkollektoren? Die Solarthermie umfasst ein weites Feld und rückt hinsichtlich steigender Energiekosten immer stärker in den Fokus von Bauunternehmen und Personen mit Eigenheim. Wir wagen uns an die Aufklärung und beantworten die wichtigsten Fragen rund ums Thema Vakuum- und Flachkollektoren sowie Solarthermie.
Mit Solarthermie Warmwasser erzeugen: Wie geht das? Wann lohnt es sich? Und was ist der Unterschied zwischen Flach- und Röhrenkollektoren? Die Solarthermie umfasst ein weites Feld und rückt hinsichtlich steigender Energiekosten immer stärker in den Fokus von Bauunternehmen und Personen mit Eigenheim. Wir wagen uns an die Aufklärung und beantworten die wichtigsten Fragen rund ums Thema Vakuum- und Flachkollektoren sowie Solarthermie.
Was sind Röhrenkollektoren: Funktion und Nutzung?
Röhrenkollektoren sind Solarthermie-Kollektoren, die Sonnenlicht nutzen, um Wärmeenergie zu erzeugen. Man nennt sie auch Vakuumröhrenkollektoren oder Vakuumröhren-Solarkollektoren. Sie bestehen aus mehreren parallel angeordneten Glasröhren, in denen sich Absorberrohre befinden. Je nach Bauart befindet sich in ihnen oder um diese herum ein luftleerer Raum, der als Isolierung dient. Das Absorberrohr nimmt das Sonnenlicht auf und wandelt es in Wärme um. Die Wärme lässt sich anschließend zur Erwärmung von Nutzwasser oder für die Heizung nutzen.
Wie funktioniert Solarthermie in der Warmwasseraufbereitung?
Die Solarthermie funktioniert denkbar einfach: Die Sonne erwärmt in einem Kollektor eine Wärmeträgerflüssigkeit. Eine Pumpe bewegt dieses flüssige Medium in einem Kreislauf vom Kollektor zum Wärmetauscher. Dieser gibt die Wärme an einen Speicher ab. Mit der so gewonnenen Sonnenenergie heizen Sie entweder Frischwasser auf oder unterstützen Ihre Heizungsanlage.
Flachkollektor und Röhrenkollektor: Was ist der Unterschied?
Es gibt Solaranlagen mit Flach- oder Röhrenkollektoren. Beide gewinnen Wärmeenergie aus Sonnenlicht, die Sie ähnlich nutzen. Der Unterschied beider Kollektoren liegt im Aufbau. Dieser beeinflusst den Wirkungsgrad und den Preis beider Sonnenkollektoren. Welche Module in Ihrem Fall die besten sind, hängt von vielen verschiedenen Faktoren ab, darunter der geplante Standort, die zu Verfügung stehende Fläche und die gewünschte Anwendung.
Ganz allgemein bestechen Röhrenkollektoren durch Ihren hohen Wirkungsgrad, während Flachkollektoren besonders preiswert sind.
Aufbau eines Flachkollektors
Flachkollektoren bestehen aus einer flachen Wanne, die mit einer transparenten Abdeckung versehen ist. Unter der Abdeckung befindet sich das Absorberblech, darunter die Absorberleitungen, durch die ein Wärmeträgermedium fließt. Um Wärmeverluste zu vermeiden, ist an den Seiten und an der Unterseite von Flachkollektoren eine Isolierung angebracht.
Aufbau eine Röhrenkollektors
Röhrenkollektoren bestehen aus Vakuumröhren. Jede Röhre enthält ein Absorberrohr, das Sonnenlicht absorbiert und mittels Wärmeträgerflüssigkeit in Wärme umwandelt. Das Vakuum verhindert Wärmeverluste und funktioniert ähnlich wie bei Thermoskannen. Dadurch steigt die Effizienz der Kollektoren. Man unterscheidet zwischen Kollektoren mit Vakuum-Mantel und solchen, die mit Vollvakuum arbeiten. Auf Grund Ihrer hohen Effizienz werden Röhrenkollektoren häufig zur Heizungsunterstützung eingesetzt.
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Röhrenkollektor – Solarthermie – 15 Röhren – 120 – 150 L – 1.2 m² – -45 – 90 °C
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Röhrenkollektor – Solarthermie – 20 Röhren – 160 – 200 L – 1.6 m² – -45 – 90 °C
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Röhrenkollektor – Solarthermie – 24 Röhren – 200 – 240 L – 1.92 m² – -45 – 90 °C
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Röhrenkollektor – Solarthermie – 30 Röhren – 250 – 300 L – 2.4 m² – -45 – 90 °C
| Flachkollektoren | Röhrenkollektor | |
| Aufbau | flache Wanne mit flachem Absorberblech | parallel verlaufende Vakuumröhren |
| Vorteile | preiswert mit gutem Wirkungsgrad guter Ertrag pro m² geringe Wärmeverluste | leistungsstark mit sehr hohem Wirkungsgrad sehr guter Ertrag pro m² kaum Wärmeverluste |
| Empfehlenswert bei | geringem Energiebedarf kleiner Dachfläche starker Sonneneinstrahlung | hohem Energiebedarf kleiner Dachfläche schlechter Ausrichtung |
| Anwendung | vorwiegend Warmwasser | Warmwasser, Heizungsanlage |
Flachkollektoren sind insgesamt einfacher konstruiert, kostengünstig und haben eine breite Anwendung in der Solar-Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung.
Vakuumröhrenkollektoren sind in der Funktion effizienter als Flachkollektoren, insbesondere bei höheren Temperaturen und bei diffusen Lichtverhältnissen. Sie finden häufig Anwendung in anspruchsvolleren solarthermischen Anwendungen wie Raumheizung, Prozesswärme und in Gebieten mit kälterem Klima.
Solarkraft für Warmwasser: Lohnt sich das?
Ja, die Nutzung von Solarenergie zur Warmwasserbereitung kann sich lohnen, sowohl finanziell als auch hinsichtlich der Umweltfreundlichkeit. Dabei sollten Sie einige Punkte berücksichtigen:
- Kostenersparnis: Solarthermische Systeme zur Warmwasserbereitung reduzieren den Energieverbrauch und senken somit Ihre Heizkosten. Indem Sie Sonnenenergie nutzen, um Wasser zu erwärmen, reduzieren Sie den Einsatz von fossilen Brennstoffen oder elektrischem Strom.
- Amortisation: Die Installation von Flach- oder Röhrenkollektoren erfordert eine finanzielle Investition, die sich erst im Laufe der Jahre amortisiert. Die genaue Amortisationszeit hängt von Faktoren wie dem Energieverbrauch, den örtlichen Sonnenverhältnissen und den Kosten für konventionelle Energieträger ab.
- Umweltvorteile: Die Nutzung von Solarenergie zur Warmwasserbereitung reduziert den CO2-Ausstoß und hilft dabei, den ökologischen Fußabdruck zu verringern. Indem Sie erneuerbare Energie nutzen, tragen Sie zum Klimaschutz bei.
- Förderprogramme und Anreize: In einigen Regionen gibt es staatliche Förderprogramme, Steuervergünstigungen oder Zuschüsse für Solarthermie-Anlagen. Diese finanziellen Anreize verbessern die Wirtschaftlichkeit zusätzlich.
- Langfristige Stabilität: Die Sonne als Energiequelle ist kostenlos und unbegrenzt verfügbar. Im Gegensatz zu fossilen Brennstoffen unterliegt Solarenergie keinen Preisschwankungen oder Versorgungsengpässen. Die Investition in Solarenergie bietet langfristig Stabilität und Unabhängigkeit von Energiepreisschwankungen.
Schätzungen zufolge lassen sich bis zu 60 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs durch Solarthermie decken. Allerdings hängt die Rentabilität eines solarthermischen Systems von verschiedenen Faktoren ab, darunter die geografische Lage, der Ausrichtung des Hauses, die Höhe des Warmwasserbedarfs und die Kosten für alternative Energiequellen.
FAQ
Wie gut funktioniert Solarthermie im Winter?
Die Leistungsfähigkeit von Solarthermie im Winter hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die geografische Lage, die Sonneneinstrahlung, die Außentemperatur, der Neigungswinkel der Kollektoren, die Größe des Systems und die Effizienz der Anlage. Röhrenkollektoren zeigen eine höhere Effizienz bei Schwachlicht als Flachkollektoren. .
Für wen lohnt sich Solarthermie?
Solarthermie eignet sich für verschiedene Anwendungen und Zielgruppen:
- Privathaushalte: Mit Solarthermie erwärmen Sie Ihr Wasser effizient und umweltfreundlich oder unterstützen die Raumheizung.
- Gewerbebetriebe: Hotels, Krankenhäuser, Fitnessstudios und Schwimmbäder decken mit Solarthermie Ihren hohen Warmwasserbedarf. Auch Prozesswasser kann eine entsprechende Anlage in der Industrie erwärmen.
- Landwirtschaftliche Betriebe: In der Landwirtschaft kann Solarthermie zur Beheizung von Gewächshäusern oder zur Warmwasserbereitung für Tierhaltungsbetriebe eingesetzt werden.
- Kommunale Einrichtungen: Auch Schulen, Kindergärten und Verwaltungsgebäude profitieren von Solarthermie, um Frischwasser zu erwärmen und Heizkosten zu senken.
Was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?
Die Solarthermien wandeln Sonnenenergie in Wärme um. Photovoltaikanlagen erzeugen aus Sonnenlicht elektrischen Strom. Der bei der Photovoltaik erzeugte Strom kann entweder im Haushalt verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Beitrag zu den Grundlagen der Photovoltaik.
Flachkollektor oder Vakuumröhrenkollektoren: Was ist besser?
Das lässt sich pauschal nicht beantworten. Vakuumröhrenkollektoren erreichen auch bei schwacher Einstrahlung und im Winter einen hohen Wirkungsgrad. Dafür sind Flachkollektoren deutlich günstiger in der Anschaffung.
Gibt es eine Förderung für Solarthermieanlagen?
Ja. In vielen Bundesländern und Gemeinden erhalten Sie Zuschüsse für Ihre thermische Solaranlage. Informieren Sie sich rechtzeitig vor dem Bau oder einer Sanierung Ihres Hauses.
Kann ich eine Solaranlage nachrüsten?
Ja. Solaranlagen zur Warmwasserbereitung sind klein, günstig und vergleichsweise schnell nachgerüstet. Sie bestehen aus Rohrleitungen, die vom Kollektor bis zum Heizraum reichen. Für eine Solar-Heizung benötigen Sie in der Regel mehrere Kollektoren sowie einen größeren Wärmespeicher.
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