Solaranlagen nutzen die Energie der Sonne

Die Kraft der Sonne nutzen, um damit das Brauch- bzw. Trinkwasser zu erwärmen oder ein Gebäude zu beheizen – und das völlig kostenlos? Klingt gut, oder? Solaranlagen gewinnen mit Hilfe von Kollektoren Wärme und leisten damit einen großen Beitrag zum Sparen von fossilen Brennstoffen und Energiekosten. Doch, wie funktioniert das Ganze? Was muss beachtet werden? Wir möchten Ihnen hier einen kleinen Überblick über die Möglichkeiten geben.

Eine Solarthermieanlage macht sich bereits nach einigen Jahren bezahlt, denn man spart am Einsatz von fossilen Brennstoffen. Zudem verringert man CO₂-Emissionen und leistet damit einen aktiven Beitrag zum Umweltschutz. Sind bestimmte Voraussetzungen gegeben, können staatliche Förderungen beansprucht werden, mit denen die Investitionskosten reduziert werden können.

Bei regelmäßiger Wartung und Inspektion der Solaranlage kann sie jahrzehntelang störungsfrei betrieben werden. Die Betriebskosten sind dabei äußerst gering. Sie beschränken sich in der Regel auf die jährliche Wartung und eine Versicherung.

Funktionsweise einer Solaranlage

Solaranlagen bestehen im Wesentlichen aus den Sonnenkollektoren, einer Pumpe und einem Speicher. Sonnenstrahlen, die auf die Kollektoren treffen, erwärmen ein Wärmeträgermedium. Ein Rohrkreislauf transportiert diese Wärme anschließend in den Speicher. Ein Wärmeübertrager dient schließlich zur Warmwasserbereitung oder zur Beheizung des Gebäudes.

Sonnenkollektoren

Bei den Sonnenkollektoren unterscheidet man zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhren-Kollektoren.

Flachkollektoren bestehen aus schwarz lackiertem Blech und Kupferrohren. Das Blech absorbiert die Sonnenenergie und leitet die Wärme anschließend in die Kupferrohre, die mit einem Wärmeträgermedium gefüllt sind. Zur Isolation dienen herkömmlich Materialien, wie zum Beispiel Mineralwolle.

Vakuumröhren-Kollektoren arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Bei ihnen befinden sich die Absorber in Glaszylindern. Das dort vorherrschende Vakuum isoliert den Absorber von der Umgebung. Der dadurch reduzierte Energieverlust macht diese Kollekturen deutlich effizienter.

Umwälzpumpe

Mithilfe der Umwälzpumpe wird das erhitzte Wärmeträgermedium in den Kreislauf gepumpt. Das geschieht meist unter Einsatz von elektrischer Energie. Ein Ablassventil bewahrt das System bei einem Ausfall der Pumpe vor Beschädigung durch Überdruck.

Speicher

Der gut isolierte Speicher einer Solaranlage hält die Temperatur des aufgeheizten Wärmeträgermediums auf einem hohen Niveau. Ein Wärmeübertrager liefert bei Bedarf die nötige Wärme zum Heizen oder zur Wassererwärmung.

Solaranlagen zur Warmwasserbereitung

Solaranlagen werden bereits vielerorts zur Warmwasserbereitung genutzt. Warmwasser bezeichnet hierbei das Nutz- und Trinkwasser, nicht jedoch das Heizungswasser. Durch die effiziente Funktionsweise von Solarthermieanlagen können bis zu 70 % der benötigten Energie für die Warmwasserbereitung genutzt werden. Das Sparpotenzial ist dabei abhängig von der Größe der Anlage.

Solaranlagen zur Heizungsunterstützung

Solaranlagen können in Verbindung mit einem zusätzlichen Wärmeerzeuger zur Heizungsunterstützung dienen. In Kombination mit einer konventionellen Gas- oder Ölbrennwertheizung oder einer Wärmepumpe können bis zu 60 % des Warmwasserbedarfs zum Heizen von der Solaranlage gedeckt werden. Auch hier spielt die Größe der Solaranlage eine Rolle. Die Solaranlage erwärmt das Wasser im Speicher zunächst so lange, bis eine voreingestellte Mindesttemperatur erreicht wird. Erst danach wird der zusätzliche Wärmeerzeuger aktiv. Sollte die Sonnenstrahlung einmal nicht ausreichen, wird durch die Kombination beider Systeme die Warmwasserbereitung trotzdem gewährleistet.