Wie funktioniert Solarthermie?

wie funktioniert Solarthermie?

Heizen mit der Sonne? Wer schon mal im Urlaub am Strand gelegen hat, der weiß, wie Sonnenstrahlen wärmen können. Doch nach Sonnenuntergang wird es schnell frisch – wir greifen zum Pullover, drehen die Heizung auf oder gönnen uns eine warme Dusche.

Mit Solarthermie die Sonne ins Haus holen

Mit Hilfe der Solarthermie holen wir die Sonnenwärme ins Haus: Dabei wird die Sonnenstrahlung von Kollektoren auf dem Hausdach eingesammelt und über einen Flüssigkeitskreislauf ins Innere des Gebäudes geleitet. Selbst in unseren Breiten bringt die Globalstrahlung der Sonne pro Quadratmeter und Jahr um die 1000 kWh – so viel Energie, wie in etwa 100 Liter Heizöl enthalten ist. Zum Vergleich: Ein wärmetechnisch gut sanierter Altbau kommt auf 5 – 10 Liter Heizölbedarf pro Quadratmeter und Jahr für Heizung und Warmwasser.

Das sind natürlich Durchschnittswerte; je nach Region und Jahreszeit wird die solare Ausbeute stark schwanken – wer es genauer wissen will, kann sich hier Strahlungskarten für verschiedene Länder ansehen.

Die Wärme festhalten

Die Größenordnung jedenfalls stimmt, und das spricht für die Solarthermie. Sie funktioniert ähnlich wie der Innenraum eines Autos, das in der prallen Sommerhitze geparkt ist: Vielleicht habt ihr euch schon mal den Po am aufgeheizten Ledersitz verbrannt – weil die dunkle Farbe Sonnenwärme absorbiert und die Glasscheiben sie nicht wieder hinauslassen. Im Inneren eines Sonnenkollektors herrschen weit höhere Temperaturen, je nach Bauart bis zu mehreren 100 Grad Celsius. So ähnlich wie die Innenausstattung im Auto funktioniert der Absorber eines Sonnenkollektors. Auch hier verhindert eine Glasabdeckung, dass die aufgenommene Wärme wieder in die Umgebungsluft abgestrahlt wird. Für eine maximale Energieausbeute sollte der Sonnenkollektor im 90-Grad-Winkel zur Sonne stehen (was je nach Jahreszeit mal mehr, mal weniger erfüllt ist) und nach Süden ausgerichtet sein, aber auch bei ungünstiger Dachneigung und -ausrichtung kann sich das Heizen mit der Sonne durchaus lohnen. Im Winter und an Schlechtwettertagen helfen andere erneuerbare oder konventionelle Energiequellen, den Heizbedarf zu decken.

Individuelle Planung und vielfältige Einsatzzwecke

Die Wahl des Kollektortyps und die individuelle Planung der Anlage ist abhängig vom Einsatzzweck, vom Aufstellort und dem verfügbaren Platz, von der gewünschten Deckungsrate und nicht zuletzt auch vom Budget des Bauherrn. Unter bestimmten Voraussetzungen gibt es auch öffentliche Fördermittel für Solarthermie.

In Zukunft könnte die Solarthermie auch für die Klimatisierung von Gebäuden oder die Erzeugung von Prozesswärme in der Industrie interessant werden – stehen doch auf Hallen und Bürokomplexen riesige Flächen zur Verfügung.

Quellen / weiterführende Literatur: Erneuerbare Energien, Heike Kempf/Peter Schmidt, WEKA Fachverlag, 1. Auflage 2011; Regenerative Energiesysteme, Volker Quaschning, Carl Hanser Verlag, 7. Auflage 2011

 

mal geteilt
image_pdf
Bitte keine Werbung
Helfen Sie uns diesen Teil der Welt sauber zu halten. Bitte keine kostenlose Zeitungen, persönliche Verletzungen oder Werbe-Links einwerfen.

Vielen Dank und sonnige Grüße

4 Kommentare zu “Wie funktioniert Solarthermie?”

  1. Hans Steck

    Es gibt doch immer wieder Hinweise auf Hybrid Kollektoren die Pv und Pt vereinbaren. Wenn man dann das Pt Modul
    mit einer Wärmepumpe verbindet, müsste dann nicht im Winter, zumindest in gut gedämmten Häusern, eine beheizung möglich sein ?

  2. Sabine E. Rädisch Post Author

    Eine interessante Frage! Zunächst einmal: Eine Kombi aus Solarthermie und mit Photovoltaik-Strom betriebener Wärmepumpe erfordert nicht unbedingt einen Hybridkollektor. In letzter Zeit sehe ich immer öfter Dächer, auf denen sowohl PV-Module als auch Sonnenkollektoren montiert sind. Dabei fällt schon auf, dass für das Heizen mit der Sonne wesentlich weniger Fläche benötigt wird als für den Sonnenstrom.
    Hybridmodule versuchen beides unter einen Hut bzw. aufs Dach zu bekommen, und dann stellt sich schon die Frage, ob bei entsprechender Dimensionierung für den Strom nicht ein Zuviel an Kollektorfläche herauskommt. Zudem sinkt der Wirkungsgrad des stromerzeugenden Photovoltaik-Moduls mit steigender Temperatur, da ist es von Vorteil, wenn die Wärme vom Sonnenkollektor abgenommen wird. Das kann aber auch zum Problem werden, wenn z.B. sommers um die Mittagszeit viel Wärme erzeugt und wenig abgenommen wird. Es sei denn, man kann die Wärme anderweitig abführen und nutzen (z.B. wenn man einen hohen Warmwasserbedarf hat – für einen Swimming Pool oder ähnliches), gegebenenfalls in Verbindung mit einem innovativen Speichersystem. Dagegen dürfte im Winter die Leistung eines solchen Kombisystems nicht ausreichen, um das Haus komplett allein und durchgehend autark mit Wärme zu versorgen; wenn die Sonne versinkt, steht ja auch kein Solarstrom mehr zur Verfügung, der die Wärmepumpe betreibt; wenn es sich dann noch um eine Luftwärmepumpe handelt und die Außentemperatur entsprechend niedrig ist, wird es wahrscheinlich eng.

    Ich persönlich würde es außerdem bevorzugen, PV und Solarthermie zu trennen und mir aus jedem Segment den Hersteller heraussuchen, von dem ich glaube, dass er “seine” Technik am besten beherrscht. Aber das ist jetzt rein aus dem Bauch heraus gesprochen – dazu möchte ich lieber noch einen Experten befragen. Demnächst erscheint hier auch ein Erfahrungsbericht einer Wärmepumpennutzerin (in Kombi mit einer Solarthermieanlage und demnächst auch PV).

  3. Dipl.-Ing. Axel Creifelds

    Bei aller Euphorie, aber von dem Brutto-Angebot der Sonne (Globalstrahlung) ist jeweils nur ein Bruchteil solarthermisch tatsächlich nutzbar.
    Der Grund ist das schwankende Leistungsangebot, welches jahres- und tageszeitlichen Schwankungen unterworfen ist (Glockenkurve), völlig im Gegensatz zu technischen Wärmeerzeugern/ Energiequellen.
    Speichern lässt sich, stets nur das Energieangebot der Sonne, wo die Angebotsleistung nach Abzug aller Verluste, höher als der Leistungsinhalt des Speichers ist.
    Daher sind STA in EFH meist unwirtschaftlich, während sie bei Gewerbe bzw. Industrie durchaus sinnvoll sind.

Bitte keine Werbung
Helfen Sie uns diesen Teil der Welt sauber zu halten. Bitte keine kostenlose Zeitungen, persönliche Verletzungen oder Werbe-Links einwerfen.

Vielen Dank und sonnige Grüße

Kommentar verfassen

Ihre Emailadresse wird nicht veröffentlicht.Pflichtfelder sind so gekennzeichnet *

Erlaubtes HTML <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>