Solarkollektoren: Arten, Planung & Leistung

Grundsätzlich bilden die Solarkollektoren den Kern einer thermischen Solaranlage. Wie der Name bereits verrät, sammeln sie die Sonnenstrahlen ein. Anschließend erfolgt die Umwandlung in nutzbare Wärme, die Sie im Haus wiederum für die Warmwasserbereitung oder zusätzlich zur Heizungsunterstützung nutzen können. Damit sparen Sie nicht nur Energiekosten, sondern tragen auch aktiv dazu bei, dass weniger CO₂ durch Verbrennung fossiler Brennstoffe in die Atmosphäre gelangt.

Grundprinzip und Arten

Abgesehen von einigen technischen Sonderlösungen werden in Deutschland hauptsächlich Kollektoren verwendet, in denen ein Wärmeträgermedium zirkuliert. Dabei handelt es sich in der Regel um ein Gemisch aus Wasser und dem Frostschutzmittel Glykol. Das Medium befindet sich dabei in einer Röhre. Je nachdem wie diese genau verbaut sind, lassen sich die Kollektortypen Röhren- und Flachkollektoren unterscheiden. Beiden gemein ist jedoch, dass ein Absorber die Sonnenstrahlung in Wärme umwandelt. Ein Wärmeträgermedium nimmt die Wärme auf und leitet sie aus dem Kollektor hinaus. Dieser Vorgang findet in jedem Kollektor statt.

Vakuum-Röhrenkollektoren - Prinzip der Thermoskanne

Beim Röhrenkollektor ist der Absorber ähnlich wie bei einer Thermoskanne in eine unter Vakuum gesetzte (evakuierte) Glasröhre eingebaut. Das Vakuum besitzt sehr gute Wärme­dämmeigenschaften und ermöglicht weniger Wärmeverluste. Dies ist insbesondere bei hohen Kollektortemperaturen von Vorteil, speziell also unter Betriebsbedingungen wie sie bei der solaren Heizungsunterstützung üblich sind.

Flachkollektoren - mäanderförmige Röhren

Bei Flachkollektoren ist der Absorber in der Regel durch ein Gehäuse aus beschichtetem Stahlblech, Aluminium oder Edelstahl und einer Frontabdeckung aus eisenarmem Solarsicherheitsglas dauerhaft vor Witterungs­einflüssen geschützt. Eine Antireflex (AR)- Beschichtung des Glases kann zusätzlich die Reflexion reduzieren. Eine Wärmedämmung des Kollektorgehäuses verringert Wärmeverluste.

Richtige Planung und Installation  

Sonnenkollektoren werden aufgrund ihrer vielfältigen Konstruktionsformen in nahezu allen Gebäudekonzeptionen sowohl im Neubau als auch bei der Modernisierung am Gebäude oder in dessen Nähe installiert. Sie können auf Schrägdächern, Flachdächern und an Fassaden angebracht oder im Gelände frei aufgestellt werden. Kollektor und Befestigung bilden dabei eine statische Einheit. Viessmann hat für alle gängigen Dachtypen und passend für alle Kollektoren komplette statisch geprüfte Systeme im Programm – das bedeutet größte Sicherheit bei Planung und Installation.

Leistungskennwerte - Was ist wichtig?

Ein zentraler Wert, den Sie vor dem Kauf einer Solarthermie beachten sollten, ist der Kollektorwirkungsgrad. Er beschreibt den Anteil der Sonnenstrahlung, der in nutzbare Wärmeenergie umgewandelt wird. Dieser Wert wird nach der europäischen Norm EN 12975 ermittelt und Sie finden ihn in den Datenblättern der Geräte.

Wird der Wirkungsgrad der Solarthermiekollektoren ermittelt, werden die Energieflüsse und damit die Wärmeverluste berücksichtigt. So kann nicht das gesamte Licht, was die Flächen erreicht, zur Wärmeerzeugung genutzt werden (optische Verluste). Zudem geht auch ein kleiner Teil der von den Kollektoren erzeugten Wärme verloren (thermische Wärmeverluste).

Überhitzungsschutz durch Temperaturabschaltung ThermProtect

Wird dem Kollektor keine Wärme entzogen (weil die Pumpe steht und die Wärmeträgerflüssigkeit nicht mehr zirkuliert), erhitzt sich der Kollektor bis zur sogenannten Stillstandstemperatur. Mit zunehmender Temperaturdifferenz zur Umgebung steigt das Risiko zur Überhitzung. Stillstandstemperaturen von 200 Grad Celsius und mehr führen zu unerwünschten Effekten. Das Solarmedium verdampft und dehnt sich rasch und weit im Solarkreis aus. Durch die hohe thermische Belastung der Komponenten und des Wärmeträgermediums selbst kommt es zu Schäden.