Solarthermie im Winter: Funktioniert das?

Auslegung und Leistung der Solartechnik im Winter

Damit eine thermische Solaranlage viel Wärme gewinnt, kommt es auf eine optimale Auslegung an. Eine große Rolle spielt dabei die Ausrichtung der Kollektoren. Zeigen diese nach Süden, fangen sie einen Großteil des Tages Sonnenstrahlen ein. Auf einem Nord-Dach wäre der Ertrag hingegen eher gering. Ähnlich verhält es sich mit der Neigung. Da die Sonne in der kalten Jahreszeit flach über der Erde steht, fangen steil stehende Kollektoren mehr Energie ein. Im Sommer steht die Sonne hingegen weite Teile des Tages hoch am Himmel, wodurch flach aufgerichtete Kollektoren den größten Ertrag bieten. Ein weiterer wichtiger Punkt: Nur saubere Kollektoren wandeln viel Energie um. Aus diesem Grund sollten Sie eine Solaranlage reinigen und auch den Schnee regelmäßig entfernen.

Die wichtigsten Anforderungen an die Solarthermie im Winter:

• Ausrichtung der Kollektoren nach Süden, um auch bei wenigen Sonnenstunden viel Licht aufzufangen.
• Steile Aufstellung der Kollektoren, um die Strahlen der flach stehenden Sonne ohne hohe Reflexion einzufangen.
• Saubere und schneefreie Oberfläche der Kollektoren, um viel Licht zum Absorber im Inneren hindurch zu lassen.

Soll die Solarthermie im Winter besonders viel Wärme liefern, lohnt sich außerdem der Einsatz von Vakuum-Röhrenkollektoren. Diese verlieren durch eine effiziente Dämmung weniger Wärme und sind daher besser für den Einsatz bei niedrigen Umgebungstemperaturen geeignet.

Solarthermie: Wirkungsgrad und Leistung im Winter geringer

Auch bei optimaler Auslegung sinkt die Solarthermie-Leistung im Winter stark ab. Grund dafür ist die geringere und schwächere Sonneneinstrahlung. Außerdem reduziert sich der Wirkungsgrad, da Kollektoren bei sehr niedrigen Außentemperaturen mehr Wärme verlieren. Die Anlagen nutzen die auftreffende Sonneneinstrahlung dadurch schlechter aus und erzielen geringere Erträge.

Speicher ermöglichen das Heizen mit Solarthermie

Wandeln thermische Solaranlagen kostenfreie Energie der Sonne in nutzbare Wärme um, speichern sie diese in einem Puffer, bis Bedarf im Haus besteht. Große Solaranlagen nutzen dieses Prinzip, um überschüssige Sommerwärme bis in die kalte Jahreszeit hinein zu bevorraten. Möglich ist das mit großen Kollektorflächen und Speichern, die allein im Einfamilienhaus 10.000 Liter Wasser (über 70 Badewannen-Füllungen) bevorraten.

Übliche Anlagen erwärmen Warmwasser im Winter

Konventionelle Anlagen nutzen das geringe solare Angebot in der kalten Jahreszeit allerdings weniger zum Heizen. Sie erwärmen überwiegend Trinkwasser und sind dabei auf eine Zusatzheizung angewiesen. Infrage kommen beispielsweise Gasheizungen, Pelletkessel oder Wärmepumpen, die auch an trüben und bewölkten Tagen für ausreichend Wärme sorgen.

Schutz vor Schnee und Eis: Wichtig für den Winterbetrieb

Thermische Solaranlagen nutzen einen flüssigen Wärmeträger, um Energie vom Kollektor ins Haus zu befördern. Bei konventionellen Systemen ist dieser mit Frostschutzmittel (Glykol) versetzt, damit die Solarthermie im Winter auch bei niedrigen Temperaturen nicht einfriert. Da das beigemischte Mittel die Wärmespeicherkapazität der Solarflüssigkeit reduziert, höhere Umlaufvolumenströme erfordert und auch im Sommer einige Nachteile aufweisen kann, haben Hersteller sogenannte Drain-Back-Systeme erfunden. Diese arbeiten mit reinem Wasser, welches sie bei zu niedrigen oder zu hohen Temperaturen in ein Drain-Back-Gefäß pumpen. Der Solarkreislauf ist dann komplett leer und kann nicht einfrieren. Scheint die Sonne und Wärme steht zur Verfügung, füllen sich die Anlagen wieder und beginnen damit, Wärme der Kollektoren zum Speicher im Haus zu transportieren.

Solarthermie-Ertrag im Winter steigern: So funktioniert es 

Auch wenn Wirkungsgrad und Leistung einer Solarwärmeanlage in der kalten Jahreszeit geringer sind, kann sich die Technik lohnen. Viel mehr als im Sommer kommt es hier jedoch auf eine optimale Auslegung und Bedienung an. Die folgenden Tipps helfen dabei, auch in der kalten Jahreszeit möglichst hohe Ertragswerte zu erzielen:

• Solaranlage vom Schnee befreien, damit immer Licht auf den Absorber trifft
• Neigung von etwa 70 Grad sorgt auch in der kalten Jahreszeit für höhere Erträge
• größere Kollektorfläche gleicht Leistungseinbußen der Solarthermie im Winter aus
• Röhrenkollektoren verlieren weniger Wärme und erreichen einen höheren Wirkungsgrad

Darüber hinaus können Sie Ihre Solarthermieanlage mit einem größeren Wärmespeicher ausstatten, um mehr Wärme aus den eher knappen Sonnenstunden zu bevorraten.