Solar-Klimaanlage: Gratis kühlen mit Wärme?

Klimaanlage mit Solar verbinden: Verschiedene Möglichkeiten

Scheint die Sonne am stärksten, benötigt die Kühlung am meisten Energie. Ein Umstand, durch den sich beides optimal miteinander kombinieren lässt. Möglich ist das mit einer Solar-Klimaanlage, die kostenfreie Sonnenenergie zum Kühlen nutzt. Wie das funktioniert, hängt von der eingesetzten Technik ab. Denn eine solarbetriebene Klimaanlage kann sowohl mit Solarthermie als auch mit Photovoltaik arbeiten. Die folgende Übersicht zeigt, wo die Vorteile, Nachteile und Einsatzbereiche der Lösungen liegen.

Übrigens: Genau wie mit einer Wärmepumpe können Sie auch mit einer Solar-Klimaanlage heizen. Vor allem in der Übergangszeit funktioniert das mit solarer Unterstützung vergleichsweise günstig. Nehmen die Sonnenstunden in der Heizperiode ab, beziehen die Anlage dann allerdings mehr Strom aus dem öffentlichen Netz.

Solarthermie und Klimatechnik: Ein Fall für große Leistungen

Mit Wärme kühlen? Was sich erst einmal unmöglich anhört, funktioniert in der Praxis tatsächlich. Nötig ist dazu eine Ad- oder Absorptionsklimaanlage. Diese überträgt überschüssige Raumwärme auf ein Kältemittel, das dabei in den dampfförmigen Aggregatzustand übergeht. Anschließend nimmt eine Flüssigkeit den Stoff auf (Absorption) oder er lagert sich an einem porösen Feststoff an (Adsorption).

In beiden Fällen ist Wärme nötig, um das Medium aufzuheizen und das nun wärmere Kältemittel auszutreiben. Ist das erfolgt, geht thermische Energie an eine Kühlflüssigkeit oder die Umgebungsluft über. Das Kältemittel kühlt sich ab und nimmt seinen Ausgangszustand wieder ein.

Klimaanlage mit Photovoltaik: Für Wohngebäude interessant

Weitaus einfacher als technisch komplexe Ad- oder Absorptionsklimaanlagen ist es, wenn Sie eine Klimaanlage direkt mit Photovoltaik betreiben. Infrage kommen dabei mobile Lösungen sowie Split-Klimaanlagen. Diese saugen warme Raumluft an, um die enthaltene Wärme auf ein Kältemittel übertragen zu können. Während das Medium dabei verdampft, bläst ein Ventilator die Luft abgekühlt in den Raum zurück.

Das Kältemittel strömt hingegen zu einem elektrisch angetriebenen Verdichter. Dieser hebt mit dem Druck auch die Temperatur des Mediums an und arbeitet dabei im besten Falle mit Solarstrom. Im nächsten Schritt gibt das heiße Kältemittel Energie an die Umgebung ab. Es regeneriert sich und der Kreislauf beginnt von vorn.

Solar-Klimaanlage: Hybridgeräte oder freie Kombination

Möchten Sie eine Klimaanlage mit Solar betreiben, kommen verschieden Lösungen infrage. So ist es möglich, eine  konventionelle Kühlanlage im Netz der Photovoltaikanlage zu installieren. Auf diese Weise versorgt Solarstrom zuerst die heimischen Verbraucher, bevor er in das öffentliche Stromnetz fließt.

Eine Alternative stellen  hybride Solar-Klimaanlagen  dar. Diese schließen Installateure ohne Speicher oder Wechselrichter direkt an die Solarmodule und das Gleichstromnetz an. Wenn die Sonne stark genug scheint, arbeitet die Klimatechnik dabei kostenfrei mit selbst erzeugtem Strom. Genügt dieser nicht mehr, bezieht die Anlage automatisch elektrische Energie aus dem Netz.

Wärmepumpe als Alternative zur Klimaanlage mit Solar

Genau, wie Sie eine Mono- oder Split-Klimaanlage mit Solar betreiben können, lässt sich auch eine  Wärmepumpe  mit der Photovoltaik kombinieren. Das  Kühlen mit der Wärmepumpe  setzt jedoch große Heizflächen und eine spezielle Regelung voraus. Während das mit großen Umbauarbeiten verbunden sein kann, ist die Kombination aus PV und Klimaanlage günstiger sowie schneller umsetzbar.

Technische Voraussetzungen für eine Solar-Klimaanlage

Ganz gleich, ob Sie eine konventionelle Klimaanlage mit Solar betreiben oder ein hybrides Solar-Klimagerät installieren: In beiden Fällen müssen Sie einige Voraussetzungen erfüllen. Die folgende Übersicht zeigt, welche das sind:

• Genügend freie Dachfläche: Um Ihre Wohnräume merklich herunterzukühlen, ist eine optimal dimensionierte PV-Anlage nötig. Diese setzt wiederum eine ausreichend große Dachfläche voraus. Ein Beispiel: Eine 3-Kilowatt-starke Klimaanlage hat eine Anschlussleistung von etwa 0,8 bis 1,0 Kilowatt. Das setzt eine Modulfläche von vier bis sieben Quadratmetern voraus.
• Optimale Ausrichtung: Damit die installierten Solarmodule volle Leistung bringen, sollten sie optimal ausgerichtet sein. Günstig ist dabei die Südausrichtung mit einem Anstellwinkel von 25 bis 35 Prozent. Abweichungen von diesen Werten gehen mit Einbußen in der Leistung einher, die sich mit einer größeren Fläche ausgleichen lassen.
• Keine Verschattung: Die Klimaanlage arbeitet nur dann mit Solar, wenn die Sonne auf die Module scheint. Werfen große Gebäude, Berge oder Bäume Schatten auf Ihr Dach, sinkt die Leistung und mehr Strom kommt aus dem Netz.
• Effiziente Technik: Neben den baulichen Voraussetzungen kommt es auch auf eine effiziente Klimaanlage an. Soll diese mit Solar arbeiten, empfehlen sich vor allem Geräte mit Frequenzumrichter. Denn diese passen die Leistung an den aktuellen Bedarf an. Das sorgt für einen geringeren Strombedarf und die Klimaanlage lässt sich auch dann mit Solar betreiben, wenn die Modulfläche kleiner oder der Ertrag geringer ist.

Sinnvoll ist es zudem, die Solar-Klimaanlage auch mit einem Stromspeicher zu kombinieren. Denn dann nutzen Sie überschüssigen Strom auch in der Nacht zum Kühlen der eigenen vier Wände. Ob sich die Mehrausgaben lohnen, hängt immer vom individuellen Fall ab. Allgemein lässt sich aber sagen, je mehr Strom Sie mit der solarbetriebenen Klimaanlage selbst verbrauchen, umso sinnvoller ist die zusätzliche Anschaffung.

Kosten und wirtschaftliche Einsatzbereiche der Technik

Wie hoch bei einer Solar-Klimaanlage der Preis ausfällt, hängt von der eingesetzten Technik ab. Am günstigsten ist es dabei in der Regel, ein Balkonkraftwerk mit der Klimaanlage zu kombinieren. Im Mittelfeld stehen Hybridanlagen, die Solar und Klimagerät häufig ohne Wechselrichter kombinieren und am teuersten sind große Photovoltaikanlagen, kombiniert mit leistungsstarken Klimalösungen. Die folgende Tabelle zeigt übliche Richtwerte:

Die Übersicht zeigt: Möchten Sie einzelne Räume in Ihrem Zuhause kühlen, ist eine Solar-Klimaanlage als Hybridgerät gut geeignet. Diese nutzt solare Erträge durch eine integrierte Regelung optimal aus und lässt sich sogar bei einem Stromausfall betreiben. Ist Ihr Kühlbedarf sehr hoch, genügt das nicht mehr. In diesem Fall benötigen Sie eine Klimaanlage mit einer großen PV-Anlage.