Die Solarthermieanlage heizt mit Sonnenwärme

Eine Solarthermieanlage macht die Wärme der Sonne für das eigene Haus nutzbar. Neben der Erwärmung des Trinkwassers kann auf diese Weise sogar die Heizungsanlage unterstützt werden. Wie eine Solarthermieanlage funktioniert, aus welchen Komponenten sie besteht und worin sich Solarthermieanlagen der verschiedenen Arten unterscheiden, erklären wir in den folgenden Abschnitten.

Funktion einer Solarthermieanlage

Die Solarthermieanlage nutzt kostenfreie Umweltwärme der Sonne für Heizung oder Warmwasserbereitung im eigenen Zuhause. Damit das funktioniert, fängt sie die solare Strahlung über Kollektoren auf. Anschließend überträgt sie die thermische Energie an einen Wärmespeicher im Heizungs- oder Trinkwassersystem.

Komponenten einer Solarthermieanlage

Um Heizung oder Warmwasserbereitung unterstützen zu können, besteht eine Solarthermieanlage neben den Kollektoren aus einem Solarkreislauf und einem Wärmespeicher.

Eine Sonnenblume vor einer Solarthermieanlage

Die Kollektoren

Die Kollektoren der Solarthermieanlage haben die Aufgabe die Strahlung der Sonne aufzunehmen und in nutzbare Wärme umzuwandeln. Sie werden meist auf dem Dach installiert und bestehen einfach beschrieben aus einem gedämmten Kasten.

In dessen Inneren befindet sich der sogenannte Absorber – eine dunkel gefärbte Fläche, die die Strahlungswärme der Sonne aufnimmt. Er nimmt einen großen Teil der solaren Strahlung auf, erwärmt sich und leitet die thermische Energie anschließend an ein mit ihm verbundenes Rohrnetz. Um die Kollektoren vor Witterungseinflüssen zu schützen, werden sie zur Sonne hin mit einer durchsichtigen Scheibe abgedeckt. Diese wurde so weit optimiert, dass nur sehr wenig des auftreffenden Lichts reflektiert und ein großer Teil ins Innere des Kollektors gelangt.

Neben den hier beschriebenen Flachkollektoren gibt es auch sogenannte Vakuumröhrenkollektoren. Bei diesen befindet sich der Absorber in einer Vakuumröhre, die wie eine Thermoskanne vor hohen Wärmeverlusten schützt. Eine Solarthermieanlage mit Vakuumröhrenkollektoren ist zwar teurer, gewinnt auf der gleichen Fläche aber mehr Energie. Sie lohnt sich vor allem dann, wenn der Platz auf dem Dach begrenzt oder Anforderungen wie Neigung oder Ausrichtung nicht optimal sind.

Der Solarkreislauf

Der Solarkreislauf einer Solarthermieanlage verbindet die Kollektoren mit dem Wärmespeicher der Heizungs- oder Trinkwasseranlage. Er besteht aus einem verzweigten Rohrnetz, das seinerseits mit einer speziellen Solarflüssigkeit gefüllt ist. Diese ist Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Angetrieben von einer Pumpe zirkuliert dieses durch das System, nimmt die Wärme der Kollektoren auf und gibt sie anschließend über einen Wärmeübertrager an den Speicher ab.

Spezielle Armaturen schützen die Solarthermieanlage vor einem zu hohen Druck. Dieser entsteht zum Beispiel dann, wenn die Temperatur der Solarflüssigkeit stark ansteigt. Dies kann ohne entsprechende Einrichtungen mitunter zu schwerwiegenden Schäden führen.

Der Wärmespeicher

Der Wärmespeicher nimmt die thermische Energie der Solarthermieanlage auf und hält sie so lange vor, bis sie dann im Gebäude benötigt wird. Wichtig ist das, da die Wärme für Heizung und Warmwasser überwiegend dann verbraucht wird, wenn die Sonne nicht scheint – nämlich morgens und abends.

Der Speicher ist je nach Einsatzgebiet mit Trink- oder Heizungswasser gefüllt. Um zu verhindern, dass sich diese Flüssigkeiten mit der Solarflüssigkeit mischen, werden Wasser- oder Kombispeicher ausschließlich über einen Wärmeübertrager mit solarer Wärme versorgt. Dieser besteht aus einer Rohrschlange, die von der Solarflüssigkeit durchflossen wird und funktioniert in etwa wie ein Tauchsieder.

Einsatzmöglichkeiten einer Solarthermieanlage

Eine Solarthermieanlage kann für die Warmwasserbereitung oder die Heizungsunterstützung genutzt werden.

Solarthermieanlage zur Warmwasserbereitung

Solarthermieanlagen für Warmwasser nutzen die kostenfreie Energie der Sonne, um Trinkwasser zu erhitzen. Sie sind vergleichsweise klein und eignen sich daher auch bei einer energetischen Sanierung. Für ein typisches Einfamilienhaus sollten Hausbesitzer mit einer Kollektorfläche von einem Quadratmeter je Bewohner und einer Speichergröße von rund 60 Liter je Person im Haushalt rechnen. Ein zusätzlicher Wärmeerzeuger stellt ferner sicher, dass auch bei wenig Sonnenschein immer genügend warmes Wasser verfügbar ist. Worauf es bei der Planung einer Warmwasser-Anlage ankommt, erklären wir im Beitrag Solaranlage zur Warmwasserbereitung.

Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung

Solarthermieanlagen zur Heizungsunterstützung speisen die gesamte Wärme der Sonne erst einmal in einen zentralen Speicher. Dieser ist mit Heizungswasser gefüllt und verteilt die thermische Energie je nach Bedarf an das Heizungs- oder das Warmwassernetz. Ein zusätzlicher Wärmeerzeuger sorgt auch hier dafür, dass immer ausreichend Wärme vorhanden ist.

Im Vergleich zu Warmwasseranlagen sind Solarthermieanlagen zur Heizungsunterstützung größer auszulegen. In speziellen Fällen können sie dabei sogar fast den gesamten Wärmebedarf eines Gebäudes decken. Wie groß die einzelnen Komponenten zu wählen sind, entscheidet sich bei der Beratung durch einen Installateur.

Alexander Rosenkranz

Fazit von Alexander Rosenkranz

Eine Solarthermieanlage nutzt die Wärme der Sonne für Heizung und Warmwasser. Das entlastet den eigentlichen Wärmeerzeuger und senkt die Heizkosten. Mit Anlagen zur Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung haben Hausbesitzer in Bezug auf Kosten und Dimensionierung eine große Auswahl.

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