Vakuumröhrenkollektoren: Aus Sonnenlicht wird Wärme

Wer plant, eine thermische Solaranlage auf seinem Dach zu installieren, hat die Wahl zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Letztere zeichnen sich durch einen deutlich höheren Wirkungsgrad aus, der sich vor allem in Monaten mit weniger Sonnenschein bemerkbar und gleichermaßen bezahlt macht. Das spiegelt sich aber auch im Preis wider, denn auch die Anschaffungskosten bewegen sich auf einem höheren Niveau. Doch wie sind diese Solarkollektoren aufgebaut und wie sehen die Vorteile im Detail aus?

Aufbau und Bestandteile des Vakuumröhrenkollektors

Hauptbestandteil von einem Vakuumröhrenkollektor sind die namensgebenden Vakuumröhren, welche in großer Anzahl im Kollektor verbaut sind. Die einzelnen Kollektorröhren können dabei von metallischen Reflektoren umgeben sein. Diese haben die Aufgabe, das einfallende Sonnenlicht in die Röhren hinein zu reflektieren. Solche Anlagen werden auch als CPC-Röhrenkollektoren bezeichnet.

Innerhalb der Vakuumröhren befindet sich der Absorber. Die Besonderheit liegt darin, dass dieser von einem Vakuum umgeben ist. Die Schicht reduziert Wärmeverluste über die Wärmeleitung auf ein Minimum und sorgt so für die hohe Effizienz der Vakuumröhrenkollektoren. Das Prinzip ähnelt dabei dem einer Thermoskanne. 

Die Heat-Pipe-Vakuumröhrenkollektor

Am Absorber befindet sich meist eine spezielle Flüssigkeit. Diese verdampft, wenn sie Wärme aufnimmt und strömt zur oberen Seite des Kollektors. Am sogenannten Sammler gibt sie die thermische Energie kontaktlos an die Solarflüssigkeit ab, die die Wärme dann ins Haus transportiert. 

Direkt durchflossene Kollektorröhren

Neben den sogenannten Heatpipes gibt es auch direkt durchflossene Vakuumröhrenkollektoren. Hier führen Rohrleitungen vom Sammler in die Röhre, um Wärme vom Absorber abzuführen. Nachteilig an dieser Lösung ist, dass die Leitungen das Vakuum durchstoßen und erhöhte Anforderungen an die Bauweise stellen. 

Vakuumröhrenkollektor auf einem Hausdach
© panthermedia.net / redcarpett

Vorteile des Vakuumröhrenkollektors

Der Vakuumröhrenkollektor bietet gegenüber dem Flachkollektor eine deutlich bessere Wärmeausbeute pro Quadratmeter, was auf die bessere Wärmedämmung infolge des Vakuums zurückzuführen ist. Sinken die Außentemperaturen in der Übergangszeit und im Winter ab, liefert ein Vakuumröhrenkollektor dennoch vergleichsweise große Mengen an Wärme. Der Wirkungsgrad dieser Kollektoren ist sogar so hoch, dass sich industrielle Prozesswärme damit gewinnen lässt.

Vakuumröhrenkollektor benötigt weniger Platz 

Ein weiterer wichtiger Vorteil liegt darin, dass für eine gegebene bzw. benötigte Menge an Wärme deutlich weniger Platz beansprucht wird. Das ist vor allem für Hauseigentümer interessant, denen nur relativ wenig Fläche auf dem Dach zur Verfügung steht, beispielsweise durch Verschattungen oder einer zusätzlich betriebenen Photovoltaikanlagen, welche Strom erzeugt. 

Haushalte, in denen die Wärmeversorgung zu einem möglichst großen Teil über die thermische Solaranlage realisiert werden soll, sollten möglichst auf Vakuumröhrenkollektoren zurückgreifen. Denn diese zahlen sich dort besonders aus, wo der Energieertrag pro Quadratmeter sehr hoch sein muss. 

Kosten für einen Vakuumröhrenkollektor

Wie hoch fallen nun die Kosten für einen Röhrenkollektor aus? Bei einem typischen Einfamilienhaus werden mindestens 10 bis 12 Quadratmeter Kollektorfläche benötigt, wenn die Anlage zur Heizungsunterstützung sowie zur Warmwasserbereitung eingesetzt werden soll. Die Kosten für ein solches System belaufen sich dann etwa auf  6.000 bis 8.000 Euro. Hinzu kommen noch die Kosten für einen passenden Pufferspeicher sowie für den Anschluss und die Installation.

Heizung.de Autor Philipp Hermann
Fazit von Philipp Hermann
Vakuumröhrenkollektoren erzielen sehr hohe Wirkungsgrade und benötigen im Vergleich zu Flachkollektoren weniger Platz für dieselbe Wärmemenge. Dafür kosten sie in der Anschaffung deutlich mehr. 
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