Solarthermie Kollektoren: Flachkollektor, Röhrenkollektor

22. April 2021
Bei der Entscheidung für eine thermische Solaranlage ist die Auswahl des geeigneten Kollektors besonders wichtig. Der Solarthermie Kollektor ist ein zentrales Element jeder Solarwärmeinstallation: Die Kollektoren wandeln die Sonneneinstrahlung zu Wärme. Diese erhitzt direkt oder indirekt eine Trägerflüssigkeit. Diese Flüssigkeit zirkuliert durch ein Rohrsystem und stellt ihre Wärme der hauseigenen Warmwasserbereitung und / oder dem Heizungssystem zur Verfügung. In diesem Übersichtstext stellen wir ihnen die gängigen Kollektoren vor und präsentieren Testergebnisse, Preise und Hinweise, für welche Einsatzgebiete sich welcher Solarthermie Kollektor besonders empfiehlt.
Dieser Artikel wurde von
Thorben Frahm für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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SolarthermieKollektoren

Der Solarthermie Kollektor im Überblick

In diesem Artikel finden Sie eine Kurzübersicht zu allen Texten rund um den Solarthermie Kollektor. Wenn Sie ein Thema besonders interessiert, so gelangen Sie über die weiterführenden Links direkt zu den jeweiligen Volltexten mit vertiefenden Details.

Flachkollektoren sind preiswert und effizient

Ein vertrauter Anblick: der Flachkollektor stellt den Löwenanteil
an verbauten Sonnenfängern, Bild: © bildergala - Fotolia.com

Der Flachkollektor wird am häufigsten verwendet. Nach Branchenangaben sind ungefähr 90 Prozent aller installierten Kollektoren von dieser Bauart. Er hat einen guten Wirkungsgrad, der allerdings bei höheren Temperaturen stark abnimmt. Das ist allerdings für die Warmwasserbereitung und die Heizungsunterstützung im häuslichen Bereich eher selten ein Problem. Vor allem bei der Warmwasserbereitung ist dieser Solarthermie Kollektor das Mittel der Wahl. Er ist stark genug, um im Sommer und in den Übergangszeiten gute Beiträge zu leisten. Dazu ist er deutlich preiswerter als der Vakuumröhrenkollektor.

Kernstück ist der Absorber. Die Absorberfläche ist je nach Ausführung aus Aluminium- oder Kupferblech gefertigt und wandelt an ihrer mit speziellem Glas abgedeckten Oberfläche die Sonnenstrahlung in Wärme um. Der Absorber ist oft mit einer PVD-Beschichtung ( durch Sputtern) versehen. Alternative Beschichtungen wie Tinox oder Sunselect sollen die Wärmeausbeute bei gleichzeitiger Senkung der Abstrahlverluste erhöhen. Durch die Kupferrohre (selten auch Aluminium) strömt eine Solarflüssigkeit, welche die Wärme zur weiteren Verwendung zum jeweiligen Speicher transportiert. Damit keine Wärme verloren geht, ist der Absorber in ein Gehäuse eingebaut, welches möglichst gut gedämmt ist.

Der Röhrenkollektor bringt mehr Leistung und erreicht höhere Temperaturen

Der Vakuumröhrenkollektor stellt mehr Energie pro
Quadratmeter bereit, Bild: © pixelwolf2 - Fotolia.com

Der Vakuum Röhrenkollektor ist arbeitet ein wenig anders als der flache Solarthermie Kollektor. Hier verteilt sich die Absorberfläche auf mehrere einzelne Röhrchen. In diesen befindet sich ein Vakuum. Dadurch entsteht beim Röhrenkollektor ein Effekt wie bei einer Thermoskanne und es geht deutlich weniger Wärme verloren, denn in einem (fast) Vakuum kann die Wärme kaum nach draußen entweichen. Die Röhren werden entweder direkt von der Solarflüssigkeit durchströmt oder es kommt das Heatpipe-Verfahren zum Einsatz. Dort befindet sich in den Röhrchen eine Flüssigkeit, welche die eigentliche Solarflüssigkeit indirekt erwärmt, aber nicht mit dieser in Kontakt kommt.

Besonders bei hohen Temperaturunterschieden zwischen dem Absorber und der Umgebung zeigt sich, dass der Solarthermie Röhrenkollektor einen höheren Wirkungsgrad hat als der Flachkollektor. Auch im Winter erzielt ein Vakuumröhrenkollektor deutlich höhere Wirkungsgrade als sein Kollege mit dem flachen Absorber. Jedoch ist ein solcher evakuierter Solarthermie Kollektor aufwändiger in der Produktion und damit teurer für den Endkunden. Gut geeignet ist der Röhrenkollektor für Raumheizungen und Prozesswärmeerzeugungen, die hohe Betriebstemperaturen erfordern. Ein Flachkollektor erreicht diese Temperaturen im Allgemeinen nicht.

Andere Kollektoren erwärmen Raumluft, beheizen Schwimmbäder oder stellen Strom bereit

Einfach, preiswert und effektiv: der Schwimmbadkollektor,
Bild: selbstbau.com

Der Luftkollektor: Im Gegensatz zu den vorherigen Kollektoren nutzt ein Luftkollektor die Sonnenstrahlung, um Luft anstelle einer Flüssigkeit zu erwärmen. Vorteil dieser Technik ist, dass der Kollektor im Winter nicht einfriert und nur wenig Probleme mit Rost auftreten. Der Anschaffungspreis ist günstiger, da einfachere und preiswertere Materialien verwendet werden. Geeignet ist der Luftkollektor besonders für Gebäude mit Luftheizungssystemen wie Schwimmbäder oder Lagerhallen. Luftkollektoren haben jedoch einen entscheidenden Nachteil, weshalb sie heute nur sehr wenig als Solarthermie Kollektoren im Einsatz sind: Das Trägermedium Luft kann die Wärme nicht so gut transportieren und vorhalten wie eine Flüssigkeit. Zusätzlich sind Ventilatoren nötig, um die Luft in Bewegung zu setzen. Diese verbrauchen im Schnitt mehr Strom als die Wasserpumpen bei Flach- und Röhrenkollektoren.

Ein Schwimmbadkollektor ist sehr einfach aufgebaut. Weder muss er die hohen Temperaturen erreichen, die man für die Warmwasserbereitung oder die Heizungsunterstützung braucht, noch muss er besonders gut beschichtet und isoliert sein. Hier geht es nur darum, einen konstanten Fluss vergleichsweise niedriger Temperatur zu gewährleisten. Meist ist es ein einfacher wetterfester und korrosionsbeständiger Kunststoffabsorber. Eine zusätzliche Isolierung oder Abdeckung ist in den meisten Fällen nicht nötig. Dieser Solarthermie Kollektor ist sehr preiswert, aber für anspruchsvollere Aufgaben eher ungeeignet.

Weitere Kollektoren sind der Vollständigkeit halber Hybridkollektoren und Speicherkollektoren. Hybridkollektoren verbinden Photovoltaik und Solarthermie in einem Bauteil, stellen also Strom und Wärme bereit. Sie sind aufgrund verschiedener Umstände jedoch noch nicht sehr breit auf dem Markt vertreten. Speicherkollektoren sind direkt mit einem eigenen Speicher ausgestattet, sind aber für den Einsatz in unseren Breiten nur bedingt geeignet.

Kollektorpreise, Testberichte & Entscheidungshilfen

  • Der Solarthermie Kollektor stellt auch beim Preis eine wesentliche Komponente der Anlage dar. Inzwischen haben Solarpakete einzeln zusammengestellten Anlagen den Rang abgelaufen, jedoch ist eine individuell zusammengestellte Solarthermieanlage immer noch für Viele von Interesse. Unter folgendem Link finden Sie weitere Informationen zu den Preisen von Solarkollektoren.

Um den richtigen Solarthermie Kollektor zu finden, sollten Sie sich von Fachbetrieben eingehend beraten lassen. Diese erstellen gern unverbindliche Kostenvoranschläge und informieren über Vor- und Nachteile je nach Anwendungsgebiet. Weite Informationen zum Thema finden Sie in unseren Anwendungsbereich für Solarthermie. Lesen Sie hierzu die Berichte über Solarthermie & Heizungsunterstützung sowie Solarthermie & Warmwasser.

Weiterlesen zum Thema "Flachkollektor"

Erfahrungen & Fragen zum Thema Solarthermie

Bei Neubau: Gas-Brennwertheizung vs. Luftwärmepumpe?

Wir planen ein Fertighaus - und haben hier die Wahl seitens des Bauträgers zwischen einer Gas-Brennwert Heizung und einer Luft-Wärmepumpe (eine Erdwärmepumpe steht nicht zur Verfügung). Der Gasanschluss kostet ungefähr 400 Euro. Bei den Luftwärmepumpen sind die Mehrkosten etwa 10.000 Euro im Vergleich zur Gasheizung. Angeboten wird hier eine Nibe F2040 oder einer Nibe F2120. Was macht hier am meisten Sinn, um zukünftig auf der sicheren Seite zu sein? Mein Kopf sagt, dass sich der Mehrpreis für eine Luftwärmepumpe beim aktuellen Gaspreis nicht lohnt. Zudem kann man für den Mehrpreis ja auch eine Solarthermie oder Photovoltaikanlage installieren (oder zumindest teilweise auch schon vorbereiten). Allerdings hat meine Frau auch widerrum Vorbehalte gegen die Sicherheit einer Gasheizung (wegen Gasaustritt) - wobei ich nicht weiß, ob das bei neuen / aktuellen Gasheizungen noch ein Thema ist. Was würden Sie hier empfehlen?
Antwort von LKS SARL

Ich würde raten weder noch! Sie haben schon bei der Solarthermie einen vernünftigen Gedanken, warum nicht direkt auf Pellets hinaus gehen: wir haben das schon fast 20 Jahre: Komfort hervorragend, heimische Energie, bezahlbare wenig schwankbare Kosten und Gebäude Wertzunahme.

Anforderungen der EnEV 2016: Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage möglich?

Wir sind zur Zeit auf der Suche nach der vernünftigsten Heizungsanlage für unseren Neubau. Nach langer Eigenrecherche stellt sich uns die Frage, ob eine Kombination aus einer Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage die EnEV 2016 Anforderungen erfüllen kann und wirtschaftlich (vor dem Hintergrund von Investitionskosten) sinnvoll ist. Können Sie uns diesbezüglich weiterhelfen? Unsere Verunsicherung rührt daher, dass die meisten Foren, Tabellen oder Informationsportale lediglich die Kombination aus Erdgasheizung plus Solarthermie oder Luftwärmepumpe plus Photovoltaik vorzuschlagen scheinen. Was würde aus Ihrer Sicht dafür oder dagegen sprechen?
Antwort von Elsner Architekten

Aus meiner Sicht sind das zwei unabhängige Maßnahmen: Die Gasheizung verbraucht kaum Strom (nur zum Zünden und für Pumpen und Stellventile) und kann direkt mit dem Strom, den eine Photovoltaikanlage liefert, nicht viel anfangen. Und die Photovoltaikanlage liefert eben Strom, mal viel, mal wenig. Wenn sie groß genug ist, reicht es vielleicht für eine überwiegende Abdeckung Ihres Stromverbrauchs, und für einige Einspeisung ins Versorgungsnetz. Das hat aber keine Auswirkung auf die Heizung.

Die Kombination von Gasheizung mit Solarthermie führt hingegen zu einer Erhitzung eines Wasservolumens, das als Brauchwarmwasser genutzt werden kann, oder als Puffer für Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung. Hierdurch sinkt direkt der Gasverbrauch. Natürlich kann man auch Gasheizung und Solarthermie einrichten und zusätzlich einige Photovoltaikzellen installieren.

Die Kombination Solarthermie + Wärmepumpe ist zweckmäßig, da die Wärmepumpe ein vergleichsweise großer Stromverbraucher ist, dessen Verbrauch durch die Photovoltaik weitgehend abgedeckt werden kann.

Ob das, was Sie vorhaben, der EnEV 2016 entspricht, hängt noch an einigen weiteren Parametern, und müsste im konkreten Einzelfall beurteilt werden.

Wird ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet?

Können Sie mir sagen, ob ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet wird? Wir planen zwei Vollgeschosse ohne Keller, Massiv mit Planziegel T9 in 36,5cm Stärke. Ausrichtung ist SW, d.h. es sind 10 von insgesamt 14 Fenster nach Süden und Westen ausgerichtet. Am liebsten wäre mir eine Gasheizung mit Solarthermie für Warmwasser und der Grundofen ohne Wassertasche für die winterliche Gemütlichkeit. Sollte das überhaupt nicht funktionieren (ohne Solar für Heizung und ohne Lüftungsanlage), könnte/ müsste ich mich mit einer Luftwärmepumpe anfreunden.
Antwort von Energieberatung Stapff

Viele gute Antworten, aber leider liegen einige KollegenInnen etwas daneben.

Wenn für das gleiche Wohngeschoss eine weitere Zentralheizung vorhanden ist, darf der handbeschickte Ofen nicht EnEV-angerechnet werden. Ist der Ofen aber Hauptheizung (Zentralheizung) für dieses Wohngeschoss, ist er natürlich anrechenbar. Es war nie verboten (auch von der EnEV nicht), als Heizung Einzelöfen für Biomasse einzusetzen.

Grundsätzlich ist ein Grundofen zu empfehlen, wenn Sie im Dauerbetrieb heizen können. Abends schnell mal einheizen geht damit nicht, da braucht es einen Kaminofen ohne Speichermasse.
Ein wasserführender Grundofen kann nicht sicher funktionieren, deshalb bietet der seriöse Fachhandel auch keinen an.

Gastherme und Solar für WW ist nach wie vor die preiswerteste Heizenergielösung. Ein bisschen mehr Dämmung dazu, dann ist der nachweis Erneuerbare Energie geführt. Ich kenne kein Bauamt, das nach diesem Nachweis fragt.
Bauherren fragen meist nach pragmatischen Lösungen, nicht nach realitätsfremden Vorschriften.

Winterliche Grüße
www.energie-wuerzburg.de

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