Solarthermie - Warmes Wasser

Warmes Wasser mit Sonnenenergie

1 bis 1,5 m² Sonnenkollektoren pro Person, ein Solarspeicher mit zwei Wärmetauschern,
eine Pumpe, die Verrohrung und die Regelung - dies sind die Grundelemente einer solarthermischen Anlage, mit der durch Sonneneinstrahlung Warmwasser erzeugt
werden kann.

Mittlerweile sind in der Stadt Bremen knapp 3.000 geförderte Solarthermieanlagen mit einer Gesamtfläche von rund 26.050 m² installiert (Stand 31.12.2016).

Funktion

Das Funktionsprinzip eines Solarkollektors ist im Grunde das gleiche wie bei einem Gewächshaus: Die kurzwellige Sonnenstrahlung wandelt sich beim Auftreffen auf eine Fläche in langwellige Wärmestrahlung um. Ein Teil dieser Strahlung wird reflektiert. Eine Abdeckung aus Sicherheitsglas über der Absorberfläche lässt die kurzwellige Strahlung der Sonne durch, hält die Wärmestrahlung aber zurück. Im Solarkollektor zirkuliert die Solarflüssigkeit. Über diese Flüssigkeit wird die Wärme zum unteren Wärmetauscher des Solarspeichers geführt und erwärmt dort das Trinkwasser. Das warme Wasser steigt im Speicher nach oben und kann direkt zum Duschen, Baden o.ä. verwendet werden. Reicht die Sonne nicht aus, wird der obere Teil des Speichers über den zweiten Wärmetauscher vom Heizkessel auf die gewünschte Temperatur gebracht.

Dachausrichtung und -neigung

Prinzipiell eignet sich jedes Dach für eine Solaranlage, sofern es nach Süden, Westen oder Osten ausgerichtet ist. Der Neigungswinkel sollte bei reiner Trinkwassererwärmung zwischen 30 und 50 Grad liegen. Selbst bei horizontaler Montage auf Flachdächern werden noch 93 Prozent des optimalen Ertrages erzielt.

Solarkollektoren

Der gebräuchlichste Kollektortyp ist der Flachkollektor. Er besteht aus einem beschichteten Kupferblech und darin eingepressten Kupferrohren, in denen die Solarflüssigkeit zirkuliert und die Solarwärme abtransportiert.
Der Vakuumröhrenkollektor unterscheidet sich von einem Flachkollektor dadurch, dass ein luftleerer Bereich zwischen Abdeckung und Absorber für eine besonders gute Isolierung sorgt. Aus diesem Grund hat ein Röhrenkollektor einen ca. 30 Prozent höheren Wirkungsgrad als der Standard-Flachkollektor. Wegen des hohen Wirkungsgrades arbeiten Röhrenkollektoren auch bei leicht bedecktem Himmel sehr effektiv.
Bei reinen Brauchwasseranlagen kommen zumeist Flachkollektoren zum Einsatz, da sie kostengünstiger sind und für diesen Einsatz vollkommen ausreichen.

Ertrag

Über das Jahr werden etwa 50 bis 65 Prozent der be­nö­tigten Energie für die Warmwasserbereitung durch die Solaranlage abgedeckt. Eine Solaranlage in Bremen für einen 4-Personen-Haushalt, mit 6 m² Kollektorfläche und 300 Liter Speicherbehälter, spart jährlich rund 1.500 bis 2.500 kWh (entsprechend 200 bis 330 Liter Öl) ein.

Kosten

Die Kosten einer Anlage für einen 4-Personen-Haushalt liegen zwischen 4.000 bis 6.000 Euro (inkl. Montage und MwSt.). Für Röhrenkollektoren müssen mindestens 20 Prozent Mehrkosten veranschlagt werden.