Funktionsweise, Kollektorarten und Heizkostenersparnisse im Check
Sonnenstrahlen erwärmen die Erde, Gegenstände und Lebewesen. Klima und Jahreszeiten beeinflussen den Grad der Wärmekraft. Eine gezielte Nutzung der Wärmeenergie mittels einer solarthermischen Anlage erlaubt den Gebrauch auch im Alltag und zwar beim Heizen. Neben den resultierenden Energieeinsparungen, zeigt dieser Überblick welche Vorteile Bauherren und Immobilieneigentümer beim Heizen mit solarer Energie erwarten.
Warum eine Solarthermie sinnvoll ist
Brauch- und Trinkwasser sowie Heizwasser muss dosiert und permanent zur Verfügung stehen. Der nahezu unbegrenzte Nachschub wird durch Solarthermie ausgebeutet. Neben den Anschaffungskosten fallen keine laufenden Verbrauchskosten an. Die Sonne liefert kostenfrei und ohne ökologisch nachteilige Wirkungen wie Abgase und umweltbelastende Förderaktivitäten. Eine moderne solarthermische Anlage gleicht die Unregelmäßigkeit der Versorgung aus. Kollektoren "sammeln" genug Wärme ein, um auch bewölkte Tage zu überbrücken. Die effizientesten Modelle erzielen Wärmeausbeutung auch aus diffusem Licht ohne direkte Sonnenstrahlung. Gemeinsam mit einer ausgeklügelten Speicherung kann fast überall in Deutschland ein signifikanter Anteil des Warmwasserbedarfs gedeckt werden.
Kollektorarten und Wärmetransport
Drei Typen von Kollektoren leisten die Arbeit des Wärmeeinsammelns. Flach-, Vakuumröhren- und Parabolrinnenkollektoren unterscheiden sich im Aufbau und nutzen eine gemeinsame technische Wärmeumsetzungsart. Auf die Flächen der Elemente oder Paneele trifft das Sonnenlicht auf. Die Paneele sind von feinen Leitungen durchzogen, die als Absorber funktionieren. In den Leitungen fließen Spezialgemische, die einen hohen Grad an Wärme aufnehmen können.
Glycolwassergemische oder Öle transportieren die Wärme zu einem Wärmetauscher. Metallische Platten oder Röhren in Speichern tauschen ihre Erwärmung mit dem im Speicher enthaltenen Wasser aus. Die abgekühlten Transportgemische fließen in die Kollektoren zurück und "holen" sich neue Wärme. Während Parabolrinnenkollektoren für private Anwendungen keine Rolle spielen, sind Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren gängig. Der aufwendigere Innenaufbau der Vakuumröhrentechnik erlaubt höhere Ausbeutungsgrade, die mit den höheren Anschaffungskosten gegengerechnet werden müssen.
Weitere interessante Informationen zu den Vorteilen und den Kombinationsmöglichkeiten beim Heizen mit Solar gibt es hier.
Faktoren für den Leistungs- und Wirkungsgrad
Trotz modernster Ausbeutungs- und Speichertechnik beschränken die Klimaverhältnisse in Deutschland die erzielbare Wärmemenge. Die Solarthermie kann als Heizungsergänzung effizient jede Art von Heizsystem unterstützen. Zu den Voraussetzungen, in welchem Umfang das möglich ist, müssen mehrere Faktoren berücksichtigt werden:- Vorhandene Dachfläche
- Klimatische Bedingungen am Standort
- Ausrichtung der Montageflächen
- Neigungswinkel der Montageflächen
- Verschattungen
- Speichersystem
- Dimensionierung und Installationswege
- Wärmebedarf für Brauch-, Heiz- und/oder Trinkwasser
- Wahl der Kollektorart
Für eine belastbare Wirtschaftlichkeitsrechnung muss die Balance zwischen Aufwand und Nutzen individuell ermittelt werden. Im Durchschnitt kann eine die Solarthermie jährlich etwa 60 Prozent des benötigten Brauch- oder Trinkwassers erwärmen. Wärmeleistung für Heizwasser übernehmen solarthermische Anlagen im Bereich von 20 bis 50 Prozent.
Vorteile der Solarthermie
Im Hochsommer bei hohen Außentemperaturen mutet es fast paradox an, dass für das warme Wasser aus dem Hahn eine Heizung Brennstoff verbrennen muss. Diese Lücke schließt die Solarthermie. Laufende Kosten entstehen. Jedes Aussetzen des Brennstoffverbrauchs führt zum direkten "Zurückverdienen" der Investitionskosten. Wartungs- und Instandhaltungsarbeiten bewegen sich in moderaten Kostenrahmen. Höhere Wartungsaufwendungen für andere Warmwassersysteme entstehen neben der Verschmutzung und dem Verschleiß auch aus Abgasanlagen und Schornsteinen.
Der ökologische Vorteil der Solarthermie ist die vollkommene Schadstofffreiheit. Der regenerative Energieträger Sonne liefert nebenwirkungsfrei. Die Abhängigkeit von Brennstoffpreisen sinkt. Viele Förderprogramme für regenerative Energieträger verkürzen die Amortisationszeiten und erzeugen auch unter Berücksichtigung der Investitionskosten die preiswerteste Warmwassergewinnung.
Amortisation und Sparpotenziale
Die möglichen Einsparungen durch Solarthermie hängen entscheidend von den Faktoren für den Leistungs- und Wirkungsgrad ab. Eine große Variable ist die Speicheranlage. Je besser ihr Effizienzgrad ist, desto mehr Warmwasser erzeugt sie aus wenig Sonnenlicht. Bei einer Heizungsunterstützung, die über die Warmwasserversorgung hinausgeht, sind weitere Gegebenheiten wie die Gebäudedämmung wichtige Parameter.
Die individuelle Planung der Anlage einschließlich Montage und Verrohrung sollte bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung mit Amortisationszielen von etwa acht Jahren ausgehen. Nach der Amortisation kostet das Warmwasser fast nichts mehr. Bis zu 60 Prozent im Jahresmittel sinken dann die Kosten für warmes Brauch- und Trinkwasser. Für Heizwasser liegen entstehen mindestens 20 Prozent Ersparnisse. Das zukünftige Sparpotenzial steigt parallel zum andauernden und weiter zu erwartenden Preisanstieg aller Brennstoffe, die zum Heizen eingesetzt werden.
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