Kollektorarten solarthermischer Anlagen

Bevor eine Solarthermieanlage gekauft wird, sollte die Entscheidung für eine Kollektorart fallen. Kommt in den jeweiligen Bedürfnissen eher ein Flach- oder ein Röhrenkollektor entgegen oder fällt die Entscheidung doch gleich auf einen Hybridkollektor, der die Energieerzeugung der Photovoltaikanlage und die der solarthermischen Anlage vereint?

Mit der Entscheidung für die Nutzung regenerativer Energiequellen im privaten Bereich ist es längst nicht getan. Jetzt stehen die Fragen nach der Art und Weise der Anlagen an, z.B. die Entscheidung für Solar- oder Windenenergie? Ist die Entscheidung für die Solaranlage gefallen, stehen die Photovoltaik und die Solarthermie zur Diskussion. Darüber hinaus ist die Auswahl verschiedener Systeme, Anlagearten und Speicherarten zu bestimmen – und natürlich die verschiedenen Kollektorarten.

Flach- und Röhrenkollektor

Röhrenkollektor
Aufbau des Röhrenkollektors. Foto: RaBoe/Wikipedia CC-by-sa 3.0/de

An und für sich arbeiten die Kollektorarten Flachkollektor und Röhrenkollektor auf ähnliche Weise. Beide beinhalten einen Absorber, der durch die Sonneneinstrahlung erhitzt wird und dazu dient, die Sonnenstrahlung in Wärme umzusetzen und an ein Wärmeträgermedium zu übertragen. Die so entstandene Wärme überträgt sich dann auf die Flüssigkeit in den Kollektor-Rohren. Diese Flüssigkeit wird anschließend über externe Rohre in den oder die Speicher weitergeleitet.

Bei Flachkollektoren beträgt die gewonnene Energie bei gleicher Fläche weniger als bei den Röhrenkollektoren. Während die Flächenkollektoren für die Warmwassererzeugung völlig ausreichen, benötigt man dagegen Röhrenkollektoren, sofernauch über die Sonnenenergie geheizt werden soll. Röhrenkollektoren sind in jedem Fall ertragreicher.

Bei den Flachkollektoren ist die Rohrdämmung im Absorbergehäuse integriert. Hierdurch sind die Verluste bei der Übertragung der Absorberwärme größer. Dagegen befinden sich die Absorberstreifen bei den Vakuum-Röhrenkollektoren in luftleeren Glasröhren, weshalb die Verluste viel geringer sind.

Vorteile des Röhrenkollektors

Zu Buche schlägt besonders der mit 30% höhere Wirkungsgrad als bei Flachkollektoren. Gerade bei niedrigeren Außentemperaturen oder wenig Sonnenstrahlung leisten Röhrenkollektoren mehr. So benötigen Röhrenkollektoren eine geringere Dachfläche für dieselbe Leistung. Die Kollektoren müssen, um in Deutschland rentabel zu sein, Erträge von mindestens 300kWh pro m² und Jahr leisten.

Vorteile des Flachkollektors

Gegenüber den Röhrenkollektoren macht sich besonders der günstigere Preis bemerkbar, da sie in der Anschaffung weitaus günstiger sind. Sollte die Dachfläche für die Kollektoren nicht ausreichend groß sein, dann gibt es die Möglichkeit die Fassaden zu nutzen.

Info:

Im Idealfall sind die Kollektoren nach Süden ausgerichtet und weisen dabei eine Neigung von 25-45°C auf, um einen Ertrag von 100% zu ermöglichen. Bereits geringe Abweichungen können enorme Verluste nach sich ziehen. Erfahren Sie hier mehr über die Ertragswerte der Solarthermieanlage.

Luftkollektoren

Luftkollektoren sind eine spezifische Form der Kollektorarten, die anstatt Wasser als Wärmeträger Luft verwendet. Noch ist die Energiegewinnung geringer als die der üblichen Kollektoren für Solarthermie: Sie erreicht Wirkungsgrade von 50-70%. Haken hierbei ist, dass die Luft im Gegensatz zu Wasser die Wärme nicht über längere Zeit speichern kann. Um die Wärme aus der Luft nutzbar zu machen, gibt es zwei Möglichkeiten: Zum einen kann die im Kollektor erwärmte Luft direkt mittels eines Ventilators in das Gebäude gelangen. Die andere Option ist die, dass stark erhitzte Luft die nichtbenötigte Wärme an einen Speicher über einen Wärmetauscher abgibt. Abgekühlte Luft wird dann ebenfalls über einen Ventilator in das Gebäude transportiert.

Hybridkollektor

Neben den beschriebenen Kollektorarten gibt es auch die Möglichkeit einen Hybridkollektor zu verwenden, der die Vorteile der Strom sowie Wärmegewinnung gleichermaßen beinhaltet. Hybridkollektoren sparen Dachfläche und vereinen Photovoltaik und Solarthermie. Diese Technik wird unter dem Stichwort Photothermie zusammengefasst.