Aufbau und Funktion von Solarthermieanlagen

Bestandteile einer Solarthermieanlage

Verbrauchssystem

Das Verbrauchssystem besteht aus Rohrleitungen und anderen Elementen, die die Verbindung zu den verschiedenen Verbrauchspunkten herstellen (Speicher, Duschen, Armaturen usw.). Bei Warmwasserbereitung kann es auch Heizkörper oder eine Fußbodenheizung versorgen. Die Installation kann als offener Kreislauf (Direktsystem) oder als geschlossener Kreislauf mit Wärmetauscher ausgeführt werden. Beide Systeme können mit natürlicher Zirkulation oder Zwangsumlauf betrieben werden, bei dem das Wasser durch eine Pumpe im Kreislauf bewegt wird.

Systemvarianten

• Offener Kreislauf (Direktsystem)

  Das Wasser, das durch die Kollektoren zirkuliert, wird direkt für den Verbrauch genutzt. Dieses System zeichnet sich durch seine Einfachheit und autonome Funktionsweise aus, hat jedoch zwei potenzielle Nachteile: Es kann zu Kalkablagerungen oder Korrosion kommen, weshalb das Wasser gegebenenfalls aufbereitet werden sollte. Zudem muss in frostgefährdeten Klimazonen ein Frostschutzmittel hinzugefügt werden.

• Geschlossener Kreislauf (Indirektsystem)

  Dieses System besteht aus zwei voneinander unabhängigen Kreisläufen:

  • Der Primärkreislauf: Hier zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit (oft ein Wasser-Glykol-Gemisch mit Zusätzen gegen Korrosion und Frost) durch die Kollektoren und gibt die Wärme über einen Wärmetauscher ab.
  • Der Sekundärkreislauf: Dies ist der Verbraucherkreislauf. Das Trinkwasser nimmt die Energie aus dem Primärkreislauf im Wärmetauscher auf. Der Wärmetauscher kann Teil des Speichers sein oder extern angebracht werden.

Der Solarkollektor

Der Kollektor ist das zentrale Element der Anlage. Er ist dafür zuständig, die Energie der Sonnenstrahlung einzufangen und an die zu erwärmende Flüssigkeit zu übertragen. Seine Funktionsweise basiert auf dem Treibhauseffekt.

Kollektortypen

Der am weitesten verbreitete Kollektortyp ist der solare Flachkollektor, der Temperaturen von bis zu 60 °C erreicht. Es gibt auch andere Kollektortypen, wie z. B. Vakuumröhrenkollektoren, die ein Vakuum als Isoliermedium nutzen. Mit letzteren können Temperaturen bis zu 120 °C erreicht werden, sie sind jedoch deutlich weniger verbreitet.

Hauptbestandteile eines Flachkollektors

Die wichtigsten Elemente eines solaren Flachkollektors sind:

• Die Absorberplatte
• Die transparente Abdeckung
• Die Isolierung
• Das Gehäuse

Absorberplatte

Die Absorberplatte ist das Element, das dafür verantwortlich ist, die Sonnenstrahlung zu absorbieren und sie als Wärme an die Flüssigkeit (Wasser oder Luft) abzugeben, die im Inneren zirkuliert.