Solarthermie

So funktioniert regenerative Wärmegewinnung

Die Sonne besitzt ein hohes Energiepotenzial, das sich nicht nur in Strom umwandeln lässt. Solarthermie beschreibt dabei eine Anlage zur Warmwasserbereitung, die einen Großteil des Haushaltsbedarfs abdeckt. Mit einer richtig dimensionierten Anlage lässt sich der Warmwasserbedarf mit Sonnenenergie decken. Im Sommer schafft es die Anlage, den kompletten Bedarf über Sonnenenergie zu erhitzen. Im Winter kann die Heizanlage immer noch unterstützt werden. Mittlerweile gibt es eine große Anzahl an Systemen und Anlagen mit unterschiedlichen Konzepten. Vor der Installation der Anlage ist deshalb eine genaue Planung und Kalkulation erforderlich.

Funktionsweise der thermischen Solaranlage

Eine solche Anlage besteht aus Kollektoren, die mit einer Trägerflüssigkeit gefüllt sind. Von der Sonne erhitzt, transportiert diese die gewonnene Wärme zu einem Speicherkessel, der ganzjährig das Warmwasser fürs Duschen, Kochen oder Abspülen bereitstellt. Herrscht Überschuss, kann das Wasser zum Heizen verwendet werden. So deckt die Anlage von April bis September den Gesamtbedarf an Warmwasser und Heizung. Entscheidend für eine optimale Ausnutzung sind die richtige Ausrichtung und ein ausgewogenes Verhältnis zwischen Kollektorfläche und Kesselvolumen. Ebenfalls bietet sich die Nutzung von unverglasten Kollektoren z.B. mit Titanzinkoberfläche. Hierbei werden Kapillarrohre mit Solarflüssigkeit unterhalb der metallischen Dachdeckung ab Werk positioniert. Die im Kollektor erzeugte Wärme wird über einen Rohrkreislauf aus Kupfer zum Solarspeicher transportiert. Damit wenig Wärme verloren geht, sollten die Rohre auf dem kürzsten Weg und mit möglichst wenigen Bögen verlegt werden Im Inneren zirkuliert ein Wärmeträgermedium aus Wasser und Frostschutzmittel. Für kürzere Leitungswegen in Einfamilienhäusern genügen Rohre mit einem Durchmesser von 15 bis 22 Millimetern. Der Einbau dieser wärmegedämmten Vorlauf- und Rücklaufleitung zwischen Dachfläche und Speicherplatz ist gerade beim Neubau oder im Rahmen von Renovierungsarbeiten ohne großen Aufwand möglich. Ist die Anlage fertig installiert, wird sie zuerst fünf bis zehn Minuten gespült. So können Schmutzreste aus den Leitungen gedrückt werden. Danach wird die Anlage mit dem Frostschutzmittel gefüllt – und kann in Betrieb genommen werden In Kombination mit einer Wärmepumpe oder auch einer Geothermieanlage können mit diesem Solarthermiesystem innovative Heizsysteme umgesetzt werden. Solaranlagen sollten möglichst ohne Verschattungen und in Richtung Süden aufgestellt werden. Dies gilt übrigens auch für PV-Module.

  • Kollektor und Speicher
  • Solarregler
  • Temperaturfühler an Kollektor und Speicher
  • Umwälzpumpe für Solarkreis und Ladekreis
  • Zufluss Kaltwasser
  • Abfluss Warmwasser
  • Ausdehnungsgefäß
  • Temperaturfühler für die Nachheizung

Qualität einer Solarthermie-Anlage erkennen

Die Qualität der ausgewählten Solarthermie-Anlage bestimmt die Effizienz. Eine Orientierungshilfe für eine angemessene Qualität bieten unterschiedliche Siegel, wie das Solar Keymark Zeichen, CE-Zeichen, DIN-Normen, RAL-Gütesiegel oder der Blaue Engel. Die Kollektoren müssen beispielsweise nach DIN EN 12975 und DIN EN 12976 gefertigt sein. Sie durchlaufen nach der Produktion mehrere Prüfverfahren hinsichtlich Sicherheit, Zuverlässigkeit und Temperaturbeständigkeit. Ebenso wichtig ist das Solar Keymark Zeichen. Nur mit diesem Zeichen ist eine eventuelle BAFA-Förderung der Anlage möglich. Eine erneute Prüfung der Komponenten muss alle fünf Jahre angesetzt werden, um die Qualität auf einem langfristig hohen Niveau zu halten. Die Anlagen haben zahlreiche Qualitätsprüfungen zu bestehen, bevor sie mit dem europaweit einheitlichen Zertifikat ausgezeichnet werden.

Wartung der Solarthermieanlage

Nahezu alle Solarthermieanlagen weisen eine Lebensdauer von etwa 20 Jahren auf. Je nach Montageart und Qualitätsstandard sind selbst 30 Jahre des Betriebs problemlos möglich. Nach dieser Zeit muss mit den ersten Leistungseinbußen gerechnet werden. Im Allgemeinen gelten die Anlagen als wartungsfrei, müssen jedoch auf Effizienz und Betriebssicherheit regelmäßig geprüft werden. Gesetzliche Vorschriften gibt es hierbei nicht, sodass jeder Besitzer selbst für die Wartungsarbeiten zuständig ist oder diese vom Fachmann durchführen lassen muss.

Betriebsdruck

Der Betriebsdruck der Anlage hängt von vielen Faktoren ab und ist längst nicht immer gleich. So steigt der Betriebsdruck mit der Temperatur der Trägerflüssigkeit an. Ebenso richtet sich der Druck nach der Höhe der Anlage. Während Druckabweichungen kein Problem darstellen, sollte auf Druckabfälle geachtet werden. Verminderter Druck in der Anlage führt zu Betriebsstörungen und kann Leistungseinbußen mit sich bringen. Betreiber der Anlage müssen dem Abfall umgehend nachgehen, da die Ursache häufig undichte Stellen sind. Mit der Ausbesserung der Stellen behält die Anlage meist wieder ihren Druck.

Zustand der Trägerflüssigkeit

Die Trägerflüssigkeit ist Bestandteil jeder Solarthermieanlage und besteht aus einem Gemisch von Wasser und Frostschutzmittel. Eine gekippte oder schlecht gewordene Flüssigkeit sorgt für Leistungseinbußen an der Anlage oder im schlimmsten Fall zu einer Betriebsstörung. Die Alterung der Flüssigkeit ist normal, sodass ein vollständiger Wechsel meist nach 10 Jahren notwendig ist. Geeignete Messgeräte kontrollieren den pH-Wert der Flüssigkeit, der bei mindestens 7 liegen muss. Werte darunter zeugen von einer schlechten Flüssigkeit. Ist das alte Gemisch abgelassen, muss mit klarem Wasser nachgespült werden. Erst dann erfolgt das neue Befüllen der Anlage.

Verschmutzungen

Im Normalfall ist eine Solaranlage selbstreinigend, sprich, Schmutz wird durch Niederschlag abgewaschen. Dennoch kann es vorkommen, dass sich hartnäckige Verschmutzungen auf der Oberfläche ansammeln und durch bloßen Regen nicht mehr abzuwaschen sind. In diesem Fall muss die Oberfläche von Hand mit einer Glasbürste und klarem Wasser gereinigt werden. Dies kann man selbst übernehmen oder von einem Fachmann machen lassen.

Bildquelle: Braas GmbH

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