Solaranlagen und Solarthermie-Kollektoren - Fragen und Antworten

Im Zeitalter der Photovoltaik scheinen Solarthermie-Kollektoren etwas weniger populär geworden zu sein – doch dieser Eindruck täuscht. Angesichts der sich verschärfenden staatlichen Regelungen bezüglich der Abrechnungssysteme für PV-Anlagen, die weniger vorteilhaft gestaltet werden, sowie angesichts von Berichten über mögliche Entsorgungsprobleme von PV-Modulen nach deren Lebensdauer (in der Regel auf 25-30 Jahre geschätzt) gewinnen Solarthermie-Kollektoren wieder an Beliebtheit.

Die Nutzung kostenloser und umweltfreundlicher Sonnenenergie ist ein überzeugendes Argument für eine sparsame und umweltfreundliche Methode zur Erwärmung von Wasser. Wann ist eine Solaranlage eine wirtschaftlich sinnvolle Lösung, und welche Aspekte sollten bei ihrer Planung berücksichtigt werden? Lesen Sie weiter.

Funktionieren Solarthermie-Kollektoren nur bei gutem Wetter mit ausreichend Sonnenschein?

✅ Funktionieren Sonnenkollektoren nur, wenn die Sonne scheint? Und was ist an bewölkten Tagen?

Ein Solarthermie-Kollektor arbeitet natürlich am effektivsten an warmen und sonnigen Tagen, aber er funktioniert auch an bewölkten Tagen. Tatsächlich arbeitet er ausreichend effizient, um bei einer passenden Dimensionierung der Solaranlage (in Bezug auf die Größe) problemlos den Warmwasserbedarf eines Haushalts zu decken. Dies liegt daran, dass die Absorber der Solarthermie-Kollektoren Energie nicht nur direkt aus den Sonnenstrahlen, sondern auch aus diffusem Licht aufnehmen. Selbst bei schlechtem Wetter gewährleisten sie eine effektive Leistung und machen eine zusätzliche Wassererwärmung mit anderen Quellen (wie einem Heizkessel oder einer Wärmepumpe) praktisch überflüssig.

Funktionieren Sonnenkollektoren auch im Herbst und Winter?

✅ Effizienz von Sonnenkollektoren im Winter – bringt das überhaupt etwas in der Herbst- und Wintersaison?

Solarthermie-Kollektoren funktionieren auch im Winter – allerdings ist ihre Effizienz geringer. Obwohl sie effektiv Energie aus diffusem Licht gewinnen, erfüllen sie an kürzeren Tagen und bei niedrigen Temperaturen meist nur eine unterstützende Rolle – was jedoch unser Heizsystem erheblich entlasten kann, insbesondere an sonnigen Tagen. Für den Betrieb der Sonnenkollektoren reicht das Sonnenlicht aus, auch wenn die Außentemperatur niedrig ist. Dies ist durch die entsprechenden Komponenten möglich – insbesondere durch die Absorber, die für die Aufnahme der Wärmeenergie verantwortlich sind.

Sind Sonnenkollektoren bei starkem Frost sicher?

✅ Können Sonnenkollektoren einfrieren? Muss die Flüssigkeit im Winter abgelassen werden?

Zusätzlich sind Solarsysteme, die Glykol (eine frostbeständige Flüssigkeit) verwenden, gegen Einfrieren geschützt, was ihren sicheren Betrieb auch bei niedrigen Temperaturen gewährleistet. Es ist jedoch zu beachten, dass Solarthermie-Kollektoren im Winter regelmäßiges Entfernen von Schnee erfordern können, damit dieser den Lichteinfall auf die Paneele nicht blockiert – dies kommt jedoch selten vor, da die standardmäßige Neigung der Solarkollektoren verhindert, dass sich Schnee dauerhaft auf ihnen ansammelt. Es ist erwähnenswert, dass Solaranlagen mit Glykol und nicht mit Wasser in unserem Klima die Norm sind. Daher besteht praktisch kein Risiko des Einfrierens.

Im Winter sind Solaranlagen sicher und bieten weiterhin einen gewissen Wärmegewinn, natürlich geringer als im Sommer.

Wie lange ist die Lebensdauer von Solarthermie-Kollektoren?

Wie lange werden Sonnenkollektoren zur Wassererwärmung dienen? Nach welcher Zeit müssen sie ausgetauscht werden?

Eine Solaranlage, die auf Solarthermie-Kollektoren basiert, ist in der Regel sehr langlebig und sollte je nach Hersteller sogar über 20–25 Jahre lang funktionieren. Nach dieser Zeit könnte die Effizienz der Kollektoren nachlassen, und die Wärmegewinne bei der Wassererwärmung könnten nicht mehr zufriedenstellend sein. Es ist jedoch möglich, nur die Kollektoren auszutauschen, da die anderen Systemkomponenten bereits installiert sind.

Bei der Bestimmung der potenziellen Lebensdauer eines Solarthermie-Kollektors sollten natürlich die vom Hersteller oder Händler bereitgestellten Informationen berücksichtigt werden. Ebenso wichtig ist es jedoch, das System von Zeit zu Zeit überprüfen zu lassen und gegebenenfalls eine Wartung der Solaranlage durchzuführen.

• ☑️ BLOG: Wie funktionieren Solaranlagen?

Benötige ich einen Warmwasserspeicher mit zwei Wärmetauschern, um eine Solaranlage anzuschließen?

✅ Erfordert der Anschluss eines Solarthermie-Kollektors an das Warmwasser einen Boiler mit zusätzlichem Wärmetauscher, oder kann er an den bestehenden Wärmetauscher angeschlossen werden?

Nein, es ist nicht notwendig, den Warmwasserspeicher auszutauschen, selbst wenn keine freie Wärmetauscher-Spirale vorhanden ist. Wenn man den Warmwasserspeicher nicht austauschen möchte und keinen freien Wärmetauscher hat, gibt es Möglichkeiten, das Solarsystem anzuschließen. Dafür werden Plattenwärmetauscher für Solarthermie-Kollektoren verwendet. Das ist ein kleines Gerät, das es ermöglicht, sich in das Warmwassersystem einzuklinken. Es überträgt die Wärme vom heißen Glykol aus dem Inneren der Solaranlage auf den Kreislauf der Wärmetauscher-Spirale, also auf den Kreislauf, der die Warmwasserbereitung sicherstellt. Plattenwärmetauscher für Solaranlagen sind keine komplizierten Geräte, daher sind sie nicht teuer – sie kosten bis 100-150 Euro.

Glücklicherweise erfordert die Anpassung eines Plattenwärmetauschers an einen Solarthermie-Kollektor keine großen Geräte (wie es beispielsweise bei Plattenwärmetauschern für Wärmepumpen der Fall ist). Dadurch bleibt diese Lösung relativ kostengünstig.

Der Einsatz eines Plattenwärmetauschers ist eindeutig günstiger und weniger invasiv als der Austausch des Warmwasserspeichers. Der Plattenwärmetauscher selbst ist, ebenso wie die Solaranlage, praktisch wartungsfrei.

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Eignet sich jedes Dach für die Installation von Solarthermie-Kollektoren?

✅ Kann man auf jedem Dach einen Solarthermie-Kollektor installieren?

Fast jedes Dach eignet sich für die Installation von Solarthermie-Kollektoren – jedoch sollten alte Dächer ausgeschlossen werden, die möglicherweise keine ausreichende Tragfähigkeit besitzen oder deren Struktur nicht mehr stabil genug ist. Ein Solarkollektor wiegt in der Regel etwa 40–50 kg, weshalb der technische Zustand des Daches berücksichtigt werden muss, insbesondere bei älteren Gebäuden. Besonders fraglich ist die Montage solcher Geräte auf Dächern, die mit altem Eternit gedeckt sind.

Natürlich gibt es noch einen weiteren Aspekt – die Frage der Sonneneinstrahlung auf das Dach, worauf weiter unten eingegangen wird.

Der richtige Dachausrichtung und die Effizienz von Solaranlagen. Muss der Solarthermie-Kollektor auf der Südseite montiert werden?

✅ Arbeiten Solarthermie-Kollektoren nur effektiv, wenn sie auf der Südseite des Daches installiert sind?

Natürlich bietet die größte mögliche Sonneneinstrahlung die besten Effizienzwerte für eine Solaranlage, was bedeutet, dass ein Solarthermie-Kollektor idealerweise auf der Südseite des Daches montiert werden sollte. In unserem Klima können jedoch auch hervorragende Ergebnisse erzielt werden, wenn der Solarkollektor auf der südöstlichen, südwestlichen oder – in Ausnahmefällen – auch auf der westlichen Seite installiert wird. Diese Ausrichtungen gewährleisten ebenfalls relativ gute Wärmegewinne bei der Warmwasserbereitung.

Im Vergleich zu Systemen, die auf der Südseite arbeiten, sind die Ergebnisse jedoch etwas schwächer. Dennoch wird dies im Sommer sowie an warmen Herbst- und Frühlingstagen kaum spürbar sein. Die Erträge sind dann ausreichend, um das Warmwasser zu erhitzen, vorausgesetzt, die Solarkollektoren sind richtig dimensioniert und korrekt installiert. Eine geringere Effizienz (oder ein subjektiv wahrgenommener Mangel) wird jedoch im Winter deutlicher. In dieser Zeit wird der Kollektor die Wassererwärmung nur wenig unterstützen.

In der Praxis wird dies jedoch oft nicht als problematisch empfunden, da ohnehin in den meisten Fällen ein zusätzliches Heizsystem für die Warmwasserbereitung benötigt wird.

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Welcher Neigungswinkel der Solaranlagen ist optimal, um ihre Effizienz zu maximieren?

Unter welchem Winkel sollten Solarthermie-Kollektoren montiert werden, um am effektivsten zu sein?

Der Neigungswinkel der Solaranlagen auf dem Dach spielt eine wichtige Rolle, ähnlich wie bei Photovoltaikmodulen. Hierzu gibt es unterschiedliche Meinungen, und ein häufig diskutiertes Thema ist, dass viele Quellen unterschiedliche Werte für Sommer und Winter angeben. Das hat natürlich seine Berechtigung, da die Position der Sonne am Himmel je nach Jahreszeit variiert:

• ☑️ Als optimaler Neigungswinkel der Solaranlagen gelten 30 Grad für die Sommermonate und 60 Grad für die Wintermonate (dies sorgt automatisch dafür, dass Schnee von den Kollektoren abrutscht). Eine halbjährliche Anpassung des Neigungswinkels ist jedoch nicht praktikabel.
• ☑️ In Deutschland und Österreich wird empfohlen, Solarthermie-Kollektoren mit einem Neigungswinkel von etwa 40 Grad zu montieren.

Manche könnten fragen, warum nicht 45 Grad – da dies ein Mittelwert zwischen 30 und 60 Grad wäre. Die Antwort ist einfach: Ein Solarthermie-Kollektor soll im Sommer, und wenn möglich auch im Frühling und Herbst, das Wasser allein erwärmen können. Im Winter hingegen wird die Warmwasserbereitung ohnehin durch einen Heizkessel, eine Wärmepumpe, einen Kamin oder ein anderes Heizgerät unterstützt. Daher wird der Neigungswinkel der Solaranlagen eher auf den Sommerbetrieb abgestimmt, mit einer leichten Berücksichtigung der Winterbedürfnisse.

Können Solarkollektoren überhitzen? Sind extreme Hitzeperioden eine Gefahr für sie?

✅ Kann eine Hitzewelle mit "afrikanischen" Temperaturen unsere Solaranlage beschädigen?

Nein, das passiert im Grunde nicht – SolarKollektoren sind ausreichend gegen den Druck geschützt, der auch bei sehr hohen Temperaturen im System entstehen kann. Selbst wenn niemand warmes Wasser nutzt, besteht praktisch kein Risiko einer Überhitzung der Solaranlage. Das liegt unter anderem daran, dass in unserem Klima in den Solaranlagen Glykol verwendet wird, dessen Siedetemperatur zwischen 180 und 200 °C liegt (je nach Art des Glykols). Es gibt keinen Grund, an heißen Tagen darüber nachzudenken, die Solarkollektoren zum Schutz abzudecken, solange Personen im Haushalt wohnen, die warmes Wasser in normalem Umfang nutzen.

Sollte jedoch mitten im Sommer eine außergewöhnliche Hitzewelle auftreten und eine Abwesenheit (z. B. Urlaub) geplant sein, kann die Solaranlage mit einer Plane oder einer Abdeckung geschützt werden. Spezielle Abdeckungen für Solarthermie-Kollektoren sind in verschiedenen Onlineshops erhältlich. Dies wird die Lebensdauer der Solarkollektoren sicher verlängern. In diesem Zusammenhang sollte man die Empfehlungen des Herstellers und der Installationsfirma beachten.

Wie lange dauert die Installation eines Solarthermie-Systems für Warmwasser?

Das ist eine ziemlich individuelle Angelegenheit, da jede Installation ihre eigenen Besonderheiten hat, die vom Gebäude abhängen. In den meisten Gebäuden dauert die Installation eines Solarthermie-Systems nur ein paar Stunden, aber in komplexeren Fällen kann sie sogar einen ganzen Tag in Anspruch nehmen. Dabei geht es nicht nur um die Montage der Kollektoren auf dem Dach, sondern auch um die Anbindung und Integration des Systems in das bereits bestehende Warmwassersystem.

• ☑️BLOG: Solar-Pumpengruppen – Alles, was Sie wissen sollten

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