Sonnenkollektoren gewinnen Wärme aus der Sonne

Sonnenkollektoren gehören zu den zentralen Bauteilen einer thermischen Solaranlage. Sie gewinnen Wärmeenergie aus der Sonneneinstrahlung, die dann für verschiedenste Zwecke zur Verfügung steht: mit ihr erwärmt man das häusliche Trinkwasser, erhitzt Heizwasser im Speicher, so dass der Kessel weniger arbeiten muss, heizt den Pool oder unterstützt gewerblich-industrielle Produktionsprozesse.
Dieser Artikel wurde von
Thorben Frahm für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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SolaranlagenSolarthermie (Wärme)Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren im Überblick

Montage flacher Sonnenkollektoren © Ingo Bartussek - Fotolia.comUm Verwechslungen vorzubeugen: Sonnenkollektoren sind etwas anderes als Solarmodule. Erstere stellen Wärme bereit (hier spricht man von Solarthermieanlagen oder thermischen Solaranlagen), letztere erzeugen Strom (dies sind dann Photovoltaikanlagen).

Sonnenkollektoren gibt es in verschiedenen Ausführungen auf dem Markt und decken alle Preis- und Anwendungsbereiche ab: vom preiswerten aber effizienten Flach­kollektor über den teureren aber leistungsfähigen Vakuumröhren­kollektor.

Flachkollektoren halten den Löwenanteil des Kollektormarktes in Deutschland

Schnitt durch einen Flachkollektor,
Bild: Bernd Rieke / Wikipedia
Der Flachkollektor kommt in Deutschland derzeit am häufigsten zum Einsatz und dürfte vielen vom Anblick her geläufig sein: in einem rechteckigen Gehäuse befindet sich ein dunkler Absorber. Auf der Absorberfläche wird das eintreffende Licht zu Wärmeenergie. Diese wird über einen Flüssigkeits­kreislauf, der durch den Sonnenkollektor führt, per Pumpe zu einem Speicher transportiert. Das Gehäuse ist idealerweise gut gedämmt - dies verhindert, dass die Wärme ungenutzt an die Umwelt abgegeben wird.

Der Kollektor ist an der Oberseite mit einer speziellen Verglasung versehen. Sie hält die Energie im Gehäuse und sorgt dafür, dass wenig Licht reflektiert wird. Dieser flache Sonnenkollektor ist langjährig erprobt und preiswert, leidet aber unter geringeren System­temperaturen und höheren Wärmeverlusten als beispielsweise der preisintensivere Vakuumröhrenkollektor.

Vakuumröhrenkollektoren bringen mehr Ertrag zu höheren Kosten

Ein Vakuumröhrenkollektor, Bild: RaBoe,
Wikipedia, LIzenz: CC-BY-SA-3.0
Vakuumröhrenkollektoren unterscheiden sich von den Flachkollektoren vor allem durch das namensgebende Vakuum im Sonnenkollektor, welches den Absorber umschließt.

Der Absorber befindet sich in einem evakuierten Glasrohr. Die Wärmeträgerflüssigkeit fließt entweder direkt durch das Röhrchen oder die Energie wird indirekt über ein Heat-Pipe-System abgegeben.

Wärmeverluste werden so auf ein Minimum reduziert. Das ist vor allem im Winter ein Plus gegenüber den Flachkollektoren. Sonnenkollektoren im Vakuum sind teurer als Flachkollektoren, allerdings bringen sie deutlich höhere Erträge und erreichen höhere Temperaturen.

Zusätzlich gibt es noch weitere Typen an Sonnenkollektoren wie Absorbermatten, die sich vor allem für die Erhitzung von Pools oder Schwimmbädern eignen, oder Sonnenkollektoren wie Hybridkollektoren, welche die Funktion von Photovoltaikmodulen und Sonnenkollektoren kombinieren und Wärme und Strom gleichzeitig erzeugen. Bei der Wahl der Sonnenkollektoren sollten Sie sich unbedingt durch einen unabhängigen Fachmann beraten lassen.

Fachbetriebe für Solaranlagen helfen Ihnen zuverlässig bei Kauf & Planung einer Solaranlage und beraten Sie, welche Sonnenkollektoren für ihre Solaranlage am besten geeignet sind.

Weiterlesen zum Thema "Nutzen & Verbinden "

Erfahrungen & Fragen zum Thema Sonnenkollektoren

Solarkollektoren erneuern - müssen die Einstellungen optimiert werden?

Bei vorhandener Gasheizung mit Solarthermie wird vermutlich nur eine Erneuerung der Sonnenkollektoren notwendig. Wirkungsgrad Röhren- vs. Flach ... Kollektorfläche. ... Einstellungen optimieren?
Antwort von SHK Wermuth

Ich will ihnen ja nicht zu nahe treten, aber viel wichtiger als die letzten 2 Prozent Effizienz heraus zu quetschen ist wohl eine: funktionierende Anlage zu besitzen! Leider zeigen die Erfahrungen der letzten 10 Jahre das ungefähr 80% der in D installierten Solarthermie entweder gar nicht oder nur unzureichend funktionieren. Prinzipiell ist aber zu sagen das Flachkollektoren die wirtschaftlichere Variante sind wenn man Investition, Unterhaltskosten und Ertrag gegenüber stellt.
Bei einer durchschnittlichen Anlagengröße mit durchschnittlichem Warmwasserverbrauch in einem 3-4 köpfigen Haushalt bewegt sich die erzielbare Einsparung in Euro: roundabout 100,- bis 150,- Euro.
Die Wartungs- bzw. Inspektionskosten pro Jahr bewegen sich sicherlich zwischen 20,- und 40,- wenn sie im Zuge der Wartung des Alternativgerätes anfallen.
Entscheidend ist aber der Zustand der Solarflüssigkeit. Wenn nicht kontrolliert wird und die Anlage oft in Stagnation geht verlieren sie Flüssigkeit weil die Verschraubungen bzw. Dichtstellen nicht!!! gasdicht sind. Ist ihr Anlagendruck dann bei ca. 2 bar ist die Luftblase am Kollektorfühler so groß das es zu Fehlmessungen kommt und die Regelung gar nicht mehr wirksam arbeiten kann. Spätestens an diesem Punkt bricht ihr Ertrag bei einem heißen Tag auf Null zusammen da die Anlage abschaltet und auch nicht wieder zuschaltet bevor die Kollektortemperatur unter 100 Grad sinkt (Einstellparameter). Bei Stillstandstemperaturen von bis zu 180 Grad bei Flachkollektoren dürfen sie sich gern selbst ausmalen wenn das sein wird. Hier kommt also ein weiterer Nachteil der Röhrenkollektoren zum tragen. Diese haben eine wesentlich höhere Stillstandstemperatur. Und gerade diese Stagnationstemperaturen sind es die zu Flüssigkeitsverlust führen. Außerdem wird die Solarflüssigkeit durch wiederkehrende Stagnation chemisch gecrackt und der PH- Wert sinkt. Neu hat das zumeist verwendete Polypropylenglykol- Wasser- Gemisch einen PH- Wert von 10 bis 11. Bei einem PH- Wert von 7 muss spätestens ausgetauscht werden. Das heißt Entleeren, Spülen, Entsorgung und Neubefüllung. Bei 5,- bis 8,- Euro pro Liter neuer Solarflüssigkeit und durchschnittlich 20 bis 25 Liter Volumen können sie sich leicht selbst ausrechnen was der Spaß zuzüglich der Entsorgung und Arbeitsleistung kostet. Da versenkt man schnell mal den Ertrag von 2 oder 3 Jahren in die Handwerkerrechnung.
Es macht also deutlich mehr Sinn die Solaranlage regelmäßig auf ordnungsgemäße Funktion zu prüfen als bei der Neuanschaffung auf 2% oder 3% Wirkungsgrad zu achten der ihnen sowieso nur auf dem Papier versprochen wird. Nachprüfbar ist dieses "Verkaufsversprechen" niemals.
Also:
Der Anlagendruck muss immer rund 3 bar sein. Egal ob die Anlage kalt oder heiß ist.
Der Volumenstrom der Anlage muss immer 0,8 bis 1,0 Liter pro Minute pro Quadratmeter Kollektorfläche sein. (2 Kollektoren ca. 5 qm gleich 4 l/min. (Flowmeter unter der Solarpumpe)
Die Temperaturdifferenz zwischen Vorlauf und Rücklauf an der Pumpengruppe muss immer zwischen 6 und 10 Grad liegen, egal in welchem Temperaturbereich die Anlage sich gerade befindet.
Solarflüssigkeit ist ab Werk gebräuchlicherweise entweder klar, blau, grün oder rot. Sollte die Flüssigkeit in ihrer Anlage bräunlich- gelb bis hin zu schwarzbraun sein dann ist sie mit Sicherheit hinüber.
Das kann jeder Anlagenbetreiber leicht selbst kontrollieren. Sollte einer dieser Werte deutlich abweichen können sie sicher sein das die Anlage definitiv nicht mehr wirtschaftlich arbeitet.
Darüber hinaus sollte natürlich die Regelung durch den Installateur auf die Anlage angepasst sein. Wenn er die Regelung aus dem Karton nimmt, einbaut, einschaltet und ihnen die Rechnung übergibt kann ich ihnen versichern das der Solaranlagenbauer ihres Vertrauens wahrscheinlich doch nur Bäcker oder Schuster ist.

Ölheizung austauschen: Brennstoffzellenheizung oder Gasbrennwert & Solarthermie?

Wir würden natürlich gerne dieses Jahr im Rahmen der BAFA Förderung unsere alte Ölheizung von 1991 ersetzen, wissen aber noch nicht konkret ob sich eine Brennstoffzellenheizung für uns lohnen würde oder doch ganz konservativ eine Gasbrennwertheizung mit Sonnenkollektoren zur Unterstützung von Warmwasser und Heizung. Haben 200qm, keine Fußbodenheizung und Gas liegt bei uns schon direkt im Haus. Wir haben "gelesen" dass die Brennstoffzellenheizungen sehr anfällig auf Fehler sind und der Stack gerne alle 5-6 Jahre mit Kosten von 5000 Euro zu buche schlägt weil er sehr Fehleranfällig ist und die Brennstoffzellenheizung noch in der Kinderschuhen steckt. Unsere Heizungsbauer möchten natürlich alle etwas verkaufen und so ist ihre Idee und Produkt natürlich immer das Beste :) Über eine kleine Antwort würden wir uns sehr freuen.
Antwort von SenerTec Center Engen GmbH

Sehr geehrter Interessent, schauen Sie mal auf unsere Homepage.   WWW.der-Dachs.de
Hier können Sie sich einiges an Informationen einholen. Gerne führe ich mit Ihnen ein kurzes Telefonat.

Konzept für autarkes Bauernhaus

Eigentlich benötige ich ein schlüssiges Energie-Konzept für ein "Bauernhaus". Die Idee ist, autark vom der einzig zur Verfügung stehenden externern Energiequelle Strom (für Strombedarf, Heizung und Warmwasser) zu sein. Ich stelle mir einen Energiemix aus Photovoltaik, Sonnenkollektoren, Holzheizung mit Wassererwärmung (weil reichlich Holz zur Verfügung steht) und ggf. Erdwärme über Wärmekörbe vor. Wichtig ist zu wissen: In der Ausbaustufe sollen eine Wohnung in Dauernutzung sein, sowie zwei Wohnungen "Stand-By" für Besucher zur Verfügung stehen. Außerdem soll ein gut isolierter Pool (überdacht) ganzjährig in Betrieb sein (kalkulierter Wärmeverlust: ca. 400 Watt - im Winter).
Antwort von Hydrosolar

Ich empfehle ein System von Consolar genannt Solink.

Das kann auch noch durch Pufferspeicher und Holzkessel erweitert werden.
www.consolar.de oder https://www.youtube.com/watch?time_continue=14&v=sfDxxxysVF0&feature=emb_title
Für ganzjährige Stromproduktion ist noch ein Stromspeicher und ein Windrad notwendig.
MFG W.Langer-Frech

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