Solarenergie

Dass die Sonne Wärme, Lebensfreude und Kraft spendet, hat wohl jeder von uns schon erfahren. Wie viel Energie in der Sonne steckt, hat jeder schon festgestellt, der einen Sonnenbrand hatte. Ein schöner Sommertag bringt gute Laune, unsere Energien steigen. Warum soll was für uns gut ist nicht auch für unsere vier Wände nützlich sein?! Mit Solartechnik nutzen Sie zu Hause die unerschöpfliche Kraft der Sonne und schaffen sich nebenbei gute Laune: denn Sie schonen nicht nur die Umwelt sondern auch Ihr Finanzbudget.

Neben der Heizung ist die Warmwasserbereitung der größte Energieverbraucher im Haus. Mit einer Solaranlage wird eine große Menge an Energie eingespart, die üblicherweise für duschen, waschen, spülen, putzen etc. aufgewendet werden muss. Mit Sonnenkollektoren wird die Strahlung der Sonne in Wärme umgewandelt, um etwa Wasser für den täglichen Bedarf zu erwärmen oder Gebäude zu heizen. Das Prinzip kann man verstehen, wenn man im Sommer einen mit Wasser gefüllten Gartenschlauch in die Sonne legt. Schon nach kurzer Zeit wird man feststellen, dass das Wasser heiß ist.

In der einfachsten technischen Ausführung fließt ein Wärmeträgermedium durch nicht abgedeckte schwarze Kunststoffmatten, auch Absorber genannt. Mit solchen Anlagen können keine hohen Temperaturen erreicht werden. Sie weisen geringe Anschaffungskosten auf und werden für die Erwärmung des Badewassers in Freibädern eingesetzt.

Technisch ausgefeilter sind Flachkollektoren. Um die Wärmeverluste des Kollektors durch Konvektion und Leitung zu vermindern, ist bei diesem Kollektortyp der Absorber, der meist aus Metall besteht, gut isoliert. Auf der Seite, auf welcher die Sonne auf den Absorber auftritt, ist er mit einer Glasscheibe abgedeckt. Auf der Rückseite ist eine dicke Dämmschicht angebracht. Verluste durch Abstrahlung der schon eingefangenen Wärme lassen sich durch Aufbringung von schwarzem Solarlack oder noch wirksameren Isolierschichten vermindern.

Bei gleicher Sonnenstrahlung kann ein solcher Flachkollektor durch diese Maßnahmen höhere Temperaturen erreichen als die zuvor beschriebenen Kunststoffmatten. Daher sind sie heute die bevorzugte Wahl, wenn man mit Sonne Brauchwasser erwärmen möchte. Gegenwärtig auf dem Markt erhältliche Kollektoren weisen eine Fläche von 2-5 Quadratmetern auf. Mehrere Module werden kombiniert, bis die erforderliche Wärmeleistung erreicht wird. Ein System für ein Einfamilienhaus nimmt in der Regel eine Dachfläche von 5 qm ein und kann je nach Sonneneinstrahlung bis zu 60% des jährlichen Brauchwasserbedarfs bereitstellen. Bei entsprechender Sonneneinstrahlung deckt eine solche Anlage den Bedarf vollständig ab. Dass Flachkollektoren auch dann wenn es draußen schon kälter ist noch Wärme liefern, ist weniger bekannt. Bei nicht ausreichender Erwärmung muss der konventionelle Kessel das Wasser noch nachheizen.

Wärmeverluste durch die Leitung und Konvektion sind bei Vakuumröhrenkollektoren fast gänzlich unterbunden. Die Absorber liegen in gläsernen Röhren, in welchen ein Vakuum herrscht. Diese Isolation ähnelt der von Thermoskannen. Kollektoren solcher Bauart haben die höchsten Wirkungsgrade unter den Kollektortechnologien. Sie können auch noch bei niedrigen Außentemperaturen im Winter Wärme liefern, wenn bei Flachkollektoren die solaren Gewinne durch die Wärmeverluste wieder verloren gehen und eigenen sich somit auch für die Heizung von Gebäuden. In Vakuumkollektoren kommen teilweise auch so genannte Wärmerohre zum Einsatz, mit denen erreicht wird, dass die Wärmeaufnahme im eigentlichen Kollektor und der Wasserkreislauf zum Wärmetransport zum Nutzer entkoppelt werden. Solche Systeme weisen eine hohe Modularität aus. Sollte einmal eine Röhre einen Defekt aufweisen, bleibt der Kollektor insgesamt trotzdem funktionsfähig. Die beschädigte Röhre kann leicht ausgetauscht werden.

Um einen hohen Wirkungsgrad des Kollektors, egal welcher Bauart, zu erreichen, sollte das erforderliche Temperaturniveau der genutzten Wärme möglichst niedrig sein. Sollen mit der Sonne auch Räume beheizt werden bieten sich Fußbodenheizungen oder Wandflächen-Heizungen an. Es ist sehr wichtig, das zu beheizende Gebäude sehr gut zu dämmen, um so den Heizbedarf möglichst gering zu halten. Insbesondere in den Übergangszeiten im Frühling und Herbst leisten die Kollektoren gute Dienste. Die Ausrichtung des Kollektors nach Süden und seine Neigung spielen dabei eine weit geringere Rolle als gemeinhin angenommen.

Für eine Solarkollektoranlage ist ein Speicher unerlässlich. Er nimmt die vom Kollektor bereitgestellte Wärme auf, falls kein aktueller Wärmebedarf gegeben ist und gibt die Wärme dann wieder ab, wenn sie benötigt wird. Solarkollektoren zur Brauchwassererwärmung benötigen im Einfamilienhaus typischerweise einen Speicher von 300 Liter Inhalt. Zu beachten ist, dass diese Speicher nur tageszeitliche Unterschiede zwischen Energieangebot und Wärmenachfrage ausgleichen, sie sind jedoch nicht groß genug, um Sonnenwärme bis in den Winter zu erhalten.

Kosten:

Durch die technische Fortentwicklung und die Marktausweitung konnten in den letzen Jahren die Preise deutlich gesenkt werden. Wenn Solarkollektoren mit den gegenwärtig niedrigen Preisen fossiler Energieträger noch nicht ganz mithalten können, so kann man sich doch gegen die Risiken zukünftiger Energiepreiserhöhungen zuverlässig schützen.

Günstige Wege zur Sonnenkraft:

• Bundesamt für Wirtschaft:
  Die Errichtung einer Solaranlage wird je nach Kollektorfläche vom Bund gefördert
• Kreditanstalt für Wiederaufbau (KFW):
  Zinsgünstige Kredite für Solaranlagen