Thermische Solaranlage

Eine thermische Solaranlage auf dem Dach erzeugt Wärme für den Eigenbedarf. © ehrenberg-bilder - Fotolia.com

In der Gebäudetechnik werden thermische Solaranlagen zur Nutzung der Sonnnenenergie eingesetzt. Die gewonnene Wärme wird in der Regel für die Erwärmung des Brauchwassers (Trinkwasser) und zur Unterstützung der Raumheizung eingesetzt. Letztere benötigt allerdings eine deutlich größere Kollektorfläche.

Bauweise einer Solaranlage

Eine thermische Solaranlage besteht meist aus folgenden Bestandteilen

Kollektor: er nimmt die Sonnenwärme auf und gibt sie an den Solarkreislauf weiter. Es wird zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren unterschieden. Vakuumröhrenkollektoren weisen durch das Vakuum einen höheren Wirkungsgrad/Flächeneinheit auf. Allerdings sind auch die Anschaffungskosten deutlich höher.

Solarkreislauf: nimmt die Wärme mit Hilfe einer Wärmeflüssigkeit vom Kollektor auf und gibt sie an den Solarspeicher ab.

{google|heizung}

Solarstation: Bei geschlossenen Solarkreisläufen, die in unseren Breiten vorherrschen, wird die Wärmeflüssigkeit im Solarkreislauf durch eine Pumpe befördert. Die Steuerung erfolgt meist durch eine Temperaturdifferenz-Regelung.

Pufferspeicher: Wasserspeicher unterschiedlicher Größe mit starker Wärmeisolierung, in dem die gewonnene Wärme gespeichert wird, die nicht sofort benötigt wird. Bei Trinkwasseranlagen wird der Wärmespeicher direkt mit Trinkwasser befüllt. Im unteren Teil des Speichers wird das Wasser mittels eines Wärmetauschers aus dem Solarkreislauf erwärmt. Im oberen Teil des Speichers ist die Nachheizung über den Heizkessel angeschlossen. In einem Einfamilienhaus weisen diese Speicher in der Regel 300-400 l Speicherkapazität auf. Anlagen zur Unterstützung der Raumheizung müssen ein wesentlich höheres Speichervolumen aufweisen (700-800 l). Diese Speicher werden vom Wasser des Heizungskreislaufs durchflossen welches im unteren Bereich durch den Solarkreislauf und im oberen Bereich durch den Heizkessel erwärmt wird. In diesem Speicher befindet sich ein weiterer kleinerer Tank, in dem das Brauchwasser erwärmt wird (Kombitanksystem).

Anlagengrößen

Eine typische Solaranlage zur Warmwasserbereitung für einen 4-Personen-Haushalt, hat einen 300-l-Solartank und eine Kollektorfläche zwischen 4 und 5 m?. Die nächstgrößere Anlagengröße mit einem 400-l-Solartank und einer Kollektorfläche zwischen 6 und 8 m2 kann bis zu 6 Personen mit normalem Wasserverbrauch mit einem jährlichen Deckungsgrad von etwa 70% versorgen.

Solaranlagen, die zusätzlich die Raumheizung unterstützen sollen benötigen Pufferspeicher mit mindestens 700 l Inhalt. Als Kollektorfläche sind hier dann entsprechend 9 – 12 m2 anzusetzen.

Wirtschaftlichkeit und Kosten

Die Preise für thermische Solaranlagen sind in den vergangenen Jahren deutlich gesunken. Gleichzeitig ist die Leistungsfähigkeit der Anlagen gestiegen. Angesichts stetig steigender Kosten für fossile Energieträger verbessert sich damit die Wirtschaftlichkeit einer thermischen Solaranlage laufend. Für eine Einfamilienhausanlage zur Trinkwassererwärmung muss man einschließlich Montage und Mehrwertsteuer mit Kosten von ca. 5.000 EUR rechnen. Als Förderung lassen sich 625 € anrechnen. Bei einer jährlichen Energieeinsparung von 250 l Heizöl, einer Lebensdauer der Anlage von 20 Jahren und einem Ölpreis von 0,50 €/l im ersten Jahr einer durchschnittlichen jährlichen Ölpreissteigerung von 7% ergibt sich folgende Beispielrechnung.