Solarthermieanlage zugeschneit: Was tun?

Im zweiten Teil unserer Artikelreihe zu “Solarthermie im Winter” geht es um die Frage aller Fragen: “Was ist zu tun, wenn die Solarthermieanlage zugeschneit ist?” Wir erklären euch, was Schnee auf Solarthermiekollektoren für den Solarertrag sowie den sicheren Betrieb der Anlage bedeutet und was ihr bei Schneefall tun oder lassen solltet.

Solarthermieanlage zugeschneit: Was heißt das?

Schnee auf dem Dach bereitet im Winter regelmäßig den unter dem Dach wohnenden Menschen Sorgen. Besonders dann, wenn unter dem Schnee eine Solarthermieanlage installiert ist. Viele von euch fragen sich: “Kommt durch die Schneedecke hindurch überhaupt noch Sonnenlicht bei den Kollektoren an?” und “Wie viel leistet die Anlage dann überhaupt noch?”. Auch die Fragen “Muss ich den Schnee auf der Solarthermieanlage entfernen?” und “Ist eine zugeschneite Solarthermieanlage gefährlich?” kommen regelmäßig auf.

Unsere kurze Antwort: In den meisten “Schneefällen” müsst ihr nichts tun. Es ist kein Problem, wenn die Solarthermieanlage zugeschneit ist.
Die ausführliche Antwort folgt.

Zunächst das Wichtigste: Schnee auf der Solarthermieanlage ist kein Notfall

Eine zugeschneite Solarthermieanlage ist kein technisches Problem und in aller Regel auch kein Sicherheitsrisiko. Solarthermieanlagen sind für solche Situationen gedacht und gemacht. Sie werden wird seit Jahrzehnten auch in Regionen erfolgreich betrieben, in denen Schnee zum Winter dazugehört. Wir haben da ein feines Beispiel für euch: Unsere “höchste”

Paradigma Solarthermie-Anlage läuft seit 2008 auf 2.308 Metern Höhe

Auf der Dresdner Hütte am Stubaier Gletscher in den österreichischen Alpen wurde im Winter des Jahres 2008 eine Paradigma Solarthermieanlage auf 2.308 Metern Höhe installiert und nach einer fünfmonatigen Testphase Ende Februar des Jahres 2009 an den Betreiber übergeben – seitdem läuft die Anlage trotz ständiger Minusgrade und liefert Wärme zur Bereitstellung Warmwasser für die DAV-Hütte.

Tipp: Der Klick auf die oben verlinkte Webseite der Dresdner Hütte lohnt sich, denn dort seht ihr aktuelle Videoaufnahmen des Gebäudes mit unseren Paradigma Solarthermiekollektoren obendrauf, teils ist die Solarthermieanlage zugeschneit.

Die Anlage besteht aus acht AquaSolar-Hochleistungskollektoren und vier Solarspeichern, die zusammen 1.800 Liter Brauchwarmwasser bereitstellen. Damit kann der Warmwasserbedarf für bis zu 140 Gäste pro Tag (Übernachtungsgäste, Tagesausflügler, Bergsteiger, Skifahrer) ganzjährig gedeckt werden.

Technisch interessant an unserer Solarthermieanlage im Winter und ihrer Hochlage ist unser „AquaSystem“: Statt Frostschutzmittel zirkuliert in unseren Solarthermieanlagen klares Wasser als Wärmeträger. Der Frostschutz gelingt, weil unsere Kollektoren bei Bedarf mit Niedertemperaturwärme aus der Anlage selbst “gewärmt” werden. Da unsere CPC-Vakuumröhrenkollektoren nur geringe Wärmeverluste haben, liegt der dafür nötige Eigenenergiebedarf bei nur 2 bis 4 Prozent des solaren Jahresenergieertrags. Diesen Eigenbedarf kompensieren die Vorteile des Anlagenprinzips und hohe Arbeitstemperaturen mehrfach. Denn beim AquaSystem arbeitet die Solarthermieanlage wie ein extra Wärmeerzeuger mit frei wählbarer Temperatur. Solarwärmetauscher, Frostschutzmittel und weitere Armaturen werden damit überflüssig, was die Kosten deutlich senkt.

Und da die Anlage ohne Wärmeabnahme bedenkenlos im Stillstand stehen darf, können kleine, effiziente Speicher eingesetzt werden. Eine hervorragende thermische Schichtung im Speicher sowie ein minimaler Speicherbedarf sichern eine extrem schnelle Verfügbarkeit der Solarwärme. Übers Jahr werden gegenüber der konventionellen Betriebsweise rund 50 Prozent an elektrischer Pumpenlaufzeit- und Pumpenergie eingespart.

Doch zurück zu eurer Solarthermieanlage zugeschneit unter dem Schnee: Deren

• Kollektoren
• Befestigungen
• Dachstatik (bei fachgerechter Planung)

sind auf die Schneelast ausgelegt.

Exkurs: Was ist Schneelast? (einfache Begriffserklärung)

Die Schneelast ist die Gewichtskraft, die eine Schneeschicht auf eine Fläche ausübt – zum Beispiel auf ein Hausdach, ein Carportdach oder auch auf darauf installierte Solarthermiekollektoren. Sie wird in der Regel als Flächenlast angegeben, also pro Quadratmeter (beispielsweise in Kilonewton pro Quadratmeter (kN/m²) oder vereinfacht in Kilogramm pro Quadratmeter (kg/m²).

Wie hoch die Schneelast ausfällt, hängt vor allem von der Schneehöhe und der Dichte des Schnees ab (leichter Pulverschnee belastet deutlich weniger als nasser, verdichteter Schnee). Für die Tragwerksplanung zählen zusätzlich Standort- und Dachfaktoren wie Schneelastzone, Dachneigung, Verwehungen und Schneefang – deshalb sind Normwerte oft „auf der sicheren Seite“.

• Schneelast verstehen: Wie schwer ist Schnee?

30 cm leichter Neuschnee können grob 15 bis 45 kg/m² bedeuten, 30 cm verdichteter, nasser Schnee dagegen schnell 105 bis 180 kg/m².

• Mini-Rechenhilfe: So ermittelt ihr die Schneelast (3 Schritte)

1. Schneehöhe messen: beispielsweise 20 cm = 0,20 m.
2. Schneetyp grob wählen: frisch/fluffig rund 100 kg/m³, schwer/gesetzt rund 400 kg/m³, sehr nass/verdichtet rund 500 bis 600 kg/m³.
3. Überschlagen: kg/m² = Dichte mal Höhe, beispielsweise 400 × 0,20 = 80 kg/m² (rund 0,8 kN/m²).

Wann ihr euch an euren Solarteurs-Fachbetrieb wenden solltet: Wenn ihr ungewöhnlich hohe Schneemengen, starke Verwehungen/Schneeverlagerungen (beispielsweise hinter Gauben, Kaminen, Aufbauten) oder sichtbare Auffälligkeiten am Dach bemerkt, ist es sinnvoller, die Situation vom Fachleuten einschätzen zu lassen – statt selbst aufs Dach zu steigen.

Leistet eine zugeschneite Solarthermieanlage noch etwas?

Solange die Solarthermieanlage zugeschneit ist, also die Kollektoren vollständig mit Schnee bedeckt sind, gilt: Es gelangt kaum Strahlung an den Absorber – der Ertrag ist sehr gering oder null. Das ist normal und unproblematisch. Wichtig ist:

• Schnee liegt selten wochenlang ununterbrochen auf dem Kollektor.
• Schon kleine schneefreie Bereiche können wieder Ertrag liefern.
• Die diffuse Strahlung kann teilweise durch dünne Schneeschichten dringen.

Vor allem aber: Der Ertragsausfall ist zeitlich begrenzt und fällt im Jahresverlauf weniger ins Gewicht, als viele vermuten. Mehr zur Leistung von unseren Solarthermieanlagen im Winter lest ihr hier: Was bringt Solarthermie im Winter?

Reinigt sich eine Solarthermieanlage selbst?

In vielen Fällen: ja. Mehrere Faktoren helfen dabei:

• der Neigungswinkel der Kollektoren (parallel zum Dachwinkel oder abweichend davon aufgeständert)
• die glatten Glasoberflächen der Röhren
• die Erwärmung des Kollektors, sobald wieder Strahlung ankommt

Oft rutscht Schnee nach kurzer Zeit von selbst ab, insbesondere bei sonnigem Wetter nach einem Schneefall.

Muss ich Schnee aktiv entfernen?

Hier ist Zurückhaltung die richtige Strategie. In den allermeisten Fällen gilt:

• nicht aufs Dach steigen
• nicht an den Röhren kratzen oder schaben
• keine Werkzeuge einsetzen

Warum? Darum:

• Absturzgefahr und damit Verletzungsgefahr
• Beschädigungsrisiko für Glas, Dichtungen und Anschlüsse
• der mögliche Mehrertrag steht in keinem Verhältnis zum Risiko

Solarthermie ist wartungsarm – auch im Winter.

Was ihr im Winter stattdessen tun solltet

Statt euch auf den Schnee zu konzentrieren, ist es sinnvoller:

• einen Blick auf die Anlagenanzeige zu werfen
• auf ungewöhnliche Fehlermeldungen zu achten
• die Anlage ansonsten einfach arbeiten zu lassen

Solarthermie ist dafür gemacht, selbstständig zu funktionieren – auch bei Schnee und Frost.

Unterschied zu Photovoltaik – ein wichtiger Vergleich

Viele Diskussionen rund um Schnee auf Solaranlagen stammen aus dem PV-Bereich. Solarthermie unterscheidet sich hier:

• teils höhere Neigungswinkel
• geringere Modulflächen
• andere Befestigungssysteme

Deshalb lassen sich Erfahrungen aus der PV nicht eins zu eins auf Solarthermieanlagen im Winter übertragen.

Unser Fazit: Eine zugeschneite Solarthermieanlage ist kein Grund zur Sorge. Sie ist Teil des normalen Winterbetriebs. Der kurzfristige Ertragsausfall ist einkalkuliert und wird im Jahresverlauf mehr als ausgeglichen. Nicht Aktionismus, sondern Gelassenheit und Systemverständnis sind der beste Umgang mit dem Schneefall.

Fotos: Paradigma