Absorber zur Gewinnung von Solarwärme

Funktionsweise eines Solarabsorbers

Ein Absorber hat die Aufgabe, das Licht der Sonne aufzunehmen und die damit transportierte Strahlungsenergie in nutzbare Wärme zu wandeln. In seiner einfachsten Form besteht er dabei aus einem wärmeleitenden Material, das mit einem Netz aus Rohrleitungen verbunden ist. Dieses Material nimmt durch seine dunkle Farbe oder eine spezielle selektive Beschichtung einen Großteil der Strahlung auf und erwärmt sich. Die folgende Grafik veranschaulicht den Aufbau eines Absorbers:  

Wärme wird in einem Pufferspeicher eingelagert

Über ein System aus Rohrleitungen, die meist mit Wasser und Frostschutzmittel gefüllt sind, wird die Wärme der Absorber abtransportiert und in einem Puffer- oder  Kombispeicher  eingelagert. Von hier aus wird die thermische Energie je nach Bedarf an Raumheizung oder Warmwasserbereitung verteilt.

Hohe Absorber-Leistung durch spezielle Beschichtung

Wie effektiv ein Solarabsorber das Licht der Sonne ausnutzt, richtet sich unter anderem nach der Farbe und Beschichtung seiner Oberfläche. Das funktioniert in etwa wie bei einem Auto im Sommer. Während sich Fahrzeuge mit dunklen Farben sehr schnell aufheizen, sorgen helle Lacke für einen langsameren Temperaturanstieg. Der Grund dafür: Durch die helle Farbe wird ein großer Teil des Lichts reflektiert – ein Umstand, der bei Solar-Absorbern nicht erwünscht ist.

Absorber verhält sich selektiv in Bezug auf unterschiedliche Lichtwellenlängen

Während schwarze Flächen zwar wenig Licht reflektieren, strahlen sie jedoch einen Teil der aufgefangenen Energie an die Umgebung ab. Durch spezielle selektive Beschichtungen können die Nachteile ausgeglichen und der Wirkungsgrad der Absorber erhöht werden. Denn diese sorgen dafür, dass die kurzwellige Strahlung der Sonne gut aufgenommen, die langwellige Strahlung des Kollektors aber eingeschränkt wird. Der Solarabsorber verhält sich also selektiv in Bezug auf unterschiedliche Wellenlängen des Lichts. Moderne Beschichtungen – die zum Beispiel an einer bläulich schimmernden Farbe erkennbar sind - können auf diese Weise einen großen Teil der solaren Strahlung in nutzbare Wärme umwandeln.

Arten von Absorbern, um die Sonnenenergie nutzen zu können

Je nach Einsatzgebiet und Kollektorart unterscheidet man heute verschiedene Absorbertypen. Einige davon sind:

• der Schwimmbadabsorber
• der Flächenabsorber
• der Röhrenabsorber
• der Dachpfannenabsorber

Der Schwimmbad-Absorber

Der Schwimmbadabsorber ist ein einfacher und kostengünstiger Absorber-Typ. Er besteht in der Regel aus schwarzen Gewebematten, in die ein Netz aus Rohrleitungen eingearbeitet ist. Wird das Schwimmbadwasser durch sie hindurch geleitet, erwärmt es sich durch die auftreffende  Solarstrahlung. Da die Geräte allein im Sommer – also bei hohen Außentemperaturen – verwendet werden, ist eine umliegende Dämmung nicht nötig. Sie sind günstig, haben niedrige Wärmeverluste und sind besonders wirkungsvoll.

Der Flächenabsorber

Der Flächenabsorber wird zum Beispiel in Flachkollektoren eingesetzt. Er hat die Form einer Platte und befindet sich dabei in einem wärmeisolierten Kasten. Dieser ist auf der Sonnenseite mit einer Glasscheibe versehen, die möglichst viel Licht hindurchlässt. Sie schützt die Absorberfläche vor Wind und Wetter. Über Rohrleitungen aus Kupfer, die fest mit den Platten verbunden sind, kann die Wärme an ein Trägermedium übergeben und zum Heizsystem transportiert werden.

Der Röhrenabsorber

Röhrenabsorber sind eine Sonderform der Flächenabsorber. Sie sind schmal und werden in sogenannten Vakuumröhrenkollektoren installiert. Im Gegensatz zu Flachkollektoren bestehen diese aus zwei ineinander liegenden Glasröhren. Wie bei einer Thermoskanne sorgt ein Vakuum im Zwischenraum dabei für sehr niedrige Wärmeverluste. Je nachdem, ob die Vakuumröhren direkt oder indirekt durchflossen werden, wird der Absorber mit dünnen Kupferrohrleitungen oder einem sogenannten Wärmerohr verbunden.

Der Dachpfannenabsorber

Bei einem Dachpfannenabsorber wird die Strahlungsenergie der Sonne über spezielle Ziegel gewonnen. Diese können in unterschiedlichsten Farben hergestellt werden und fallen als Dacheindeckung kaum auf. Die dabei umgwandelte Wärme wird über ein Rohleitungsnetz am Innenraum der Dachfläche abgeführt und zum Heizsystem transportiert. Dachpfannen-Absorber sind zwar optisch außergewöhnlich, haben aber generell einen schlechteren Wirkungsgrad.

Die Wahl des richtigen Absorbers

Bei der Wahl der passenden Absorbertypen haben Hausbesitzer heute eine große Auswahl. Generell gilt: Geht es allein um eine  Poolheizung, genügen einfache Schwimmbadabsorber. Auch für die Heizung mit einem  Eisspeicher  können diese ausreichend sein.

Röhrenabsorber haben höhere Effizienz

Soll die  Solaranlage zur Warmwasserbereitung  oder zur Heizungsunterstützung genutzt werden, kommen dagegen meist Flächen- oder Röhrenabsorber zur Auswahl. Röhrenabsorber lohnen sich durch ihre hohe Effizienz vor allem dann, wenn die zur Verfügung stehende Fläche klein oder nicht optimal ausgerichtet ist.  Soll die Solaranlage versteckt installiert werden, weil zum Beispiel besondere Anforderungen an den Denkmalschutz bestehen, könnten Dachpfannenabsorber einen guten Kompromiss darstellen.