Die Solarthermie: Definition, Funktion, Wirkungsgrad

15. August 2023

Die Auswirkungen der Klimakrise veranlassen viele Menschen bei der Versorgung für Warmwasser und Heizung umzudenken. Dies funktioniert mit der Anschaffung einer Solarthermieanlage. Dieses Gerät ist einfach zu bedienen und ökologisch sinnvoll, weil die benötigte Energie aus Sonnenkraft erzeugt wird. Wer sich für eine entsprechende Größe entscheidet, kann mit der Anlage rund die Hälfte seines täglichen Energiebedarfs abdecken.

Das Wichtigste in Kürze

  • Eine Solarthermieanlage nutzt die Sonnenenergie, um Wärme zu erzeugen.
  • Es werden auf dem Dach Sonnenkollektoren angebracht und mit dem Heizungssystem verbunden.
  • Die Sonnenkollektoren erzeugen aus dem Sonnenlicht die für den Haushalt benötigte Wärme.
  • Entscheidend ist der Wirkungsgrad einer Solarthermie-Anlage. Dieser setzt die erzeugte Energie ins Verhältnis zu der Energie, die tatsächlich genutzt werden kann.

Was ist eine Solarthermieanlage?

Mit einer Solarthermieanlage kann der Betreiber die Wärme erzeugen, die er für die Warmwasserbereitung und seine Heizung benötigt. Voraussetzung für eine einwandfreie Arbeitsweise der Anlage ist, dass diese korrekt installiert wurde. Aus diesem Grund ist es sinnvoll, sich vor dem Kauf und der Installation einer Solarthermieanlage fachlich beraten zu lassen.

Damit die Solarthermieanlage funktioniert, werden flach- oder röhrenförmige Sonnenkollektoren auf dem Dach des Hauses angebracht. Der Unterschied besteht darin, dass röhrenförmige Sonnenkollektoren leistungsstärker sind. In die Anschaffung von Flachkollektoren muss weniger investiert werden. Unabhängig von der Art der Sonnenkollektoren sind sie mit einer Absorberfläche ausgestattet. Diese fangen das Sonnenlicht ein und erzeugen daraus die Wärme.

Vor der Installation einer Solarthermie-Anlage sollte geprüft werden, ob das Dach geeignet ist. Im Idealfall hat das Dach einen Neigungswinkel, der zwischen 30 und 60 Grad liegt. Entscheidend ist die Ausrichtung des Daches. Hier liegen Dächer, die in Richtung Süden, Südost oder Südwest liegen im Vorteil. Weniger optimal ist es, wenn das Dach nach Norden, Osten oder Westen ausgerichtet ist.

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?

Die Funktion einer Solarthermieanlage lässt sich wie folgt erklären:
Die auf dem Dach angebrachten Solarkollektoren bilden die zentrale Einheit der Solarthermieanlage. Sobald die Sonne scheint, nimmt der Absorber das Licht auf. Dabei entsteht die Wärme, die über das Röhrensystem in das Innere des Hauses weitergeleitet wird.
Zur Weiterleitung wird die Wärme mit Wasser durch die Röhren transportiert. Um Wärmeverluste zu vermeiden, sollten die Leitungen vollständig gedämmt sein.
Das erste Ziel des warmen Wassers ist die Solarstation. Hierin befindet sich eine Solarkreispumpe, die die Warmwasserbereitung unterstützt. Die Solarflüssigkeit wird mit der Hilfe einer Umwälzpumpe gesteuert. Auf diese Weise wird der Wärmeertrag pro Tag optimiert. Damit der Stromverbrauch sich in Grenzen hält, werden Hocheffizienzpumpen eingesetzt, die für eine optimale Auslastung sorgen.

Für die gleichmäßige Verteilung des Wasservolumens sorgt das Ausdehnungsgefäß in der Solarthermie. Auf diese Weise können auch die Temperaturschwankungen eines Jahres, eines Monats oder eines Jahres ausgeglichen werden.

Reicht die Sonneneinstrahlung nicht aus, sorgt der Gasheizkessel für zusätzliche Wärme. Hierfür nutzt das Gerät den integrierten Wärmetauscher. So entsteht das warme Trinkwasser, das im Haushalt täglich benötigt wird.
Der Solarkreiswärmetauscher übernimmt die Funktion, die von den Kollektoren produzierte Wärme in den Solarspeicher einzuspeisen. Hier kann über den Tag die Wärme gespeichert werden, die erst am Abend zur Verfügung stehen soll.
Der Solarspeicher übernimmt auch die Funktion, das warme Wasser dorthin zu leiten, wo es gerade benötigt wird. Es kann sowohl im Bad als auch in der Küche unmittelbar genutzt werden.

Welche Bedeutung hat der Wirkungsgrad?

Der Wirkungsgrad legt fest, wie viel des eingefangenen Sonnenlichts in Wärme umgewandelt werden kann. Zu bedenken ist hierbei, dass die von einer Solarthermieanlage erzeugte Wärme in der Regel in den warmen Monaten produziert wird. Eben zu dieser Zeit wird das Warmwasser von einem Haushalt weniger benötigt als im Winter.
Der Wirkungsgrad sinkt, wenn die von der Solarthermie erzeugte Wärme in dem Haushalt nicht genutzt wird. Aus diesem Grund lässt sich für eine Solarthermie, die für die Heizung und die Warmwasserbereitung eingesetzt wird, ein Wirkungsgrad von höchstens 30 % erzielen.

Fazit

Der Kauf einer Solarthermie schont die Umwelt und ermöglicht die optimale Versorgung eines Haushalts mit Warmwasser und Wärme. Weil die Anlage nur einwandfrei funktionieren kann, wenn sie korrekt installiert wurde, empfiehlt es sich eine fachliche Beratung in die Überlegungen einzuplanen.
Für die Bereitstellung von Warmwasser und Wärme fängt die Solarthermie das Sonnenlicht ein und wandelt es so um, dass es von dem Haushalt für die Warmwasserbereitung und zum Heizen genutzt werden kann.
Ein entscheidender Faktor ist der Wirkungsgrad einer Solarthermie. Dieser beträgt maximal 30 %.

Claudia
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