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Das Prinzip
 

Detailansicht

Das Wasser in einem schwarzen Gartenschlauch erwärmt sich unter Sonneneinwirkung sehr rasch.
Solarwärmeanlagen – auch solarthermische Anlagen genannt – beruhen auf diesem denkbar einfachen Grundprinzip.

Der Wärme-„Sammler“ (Kollektor)

Der Kollektor einer thermischen Solaranlage hat die Aufgabe einen möglichst großen Teil der einfallenden Strahlung einzufangen und in Wärme umzuwandeln. Damit die gewonnene Wärme nicht verloren geht, muss der Kollektor gut gedämmt sein. Dazu gibt es zwei Möglichkeiten.

• Der Kollektor wird an den Seiten und auf der Rückseite in Wärmedämmung eingepackt (Prinzip „Pullover“). Nach diesem Prinzip sind sogenannte Flachkollektoren aufgebaut.
• Der Kollektor wird in ein Vakuum verpackt (Prinzip „Thermoskanne“) Nach diesem Prinzip sind so genannte Vakuumröhrenkollektoren aufgebaut.

Der Speicher und weitere Komponenten

Damit auch bei ungünstigen Witterungsverhältnissen warmes Trink- oder Heizwasser zur Verfügung steht, ist die Installation eines Solarspeichers notwendig. Bei diesem Speicher handelt es sich um einen gedämmten Wassertank, in den die solarthermisch gewonnene Wärme eingespeist wird. Das so erwärmte Wasser steht auf diese Weise als Trink- oder Heizwasser bereit. Solarspeicher unterscheiden sich von normalen Warmwasser speichern. Sie sind deutlich größer und mit speziellen Wärmetauschern für den Solarkreislauf und die Nachheizung ausgestattet. Außerdem verfügen Solarspeicher über eine besonders gute Isolierung. Bei allen Unterschieden in der Bauart bietet ein Solar speicher denselben Komfort wie ein normaler Warmwasserspeicher.
  
Auch gesundheitliche Bedenken braucht man hinsichtlich der Wasserqualität nicht zu haben, denn das Trinkwasser durchfließt nicht etwa den Kollektor, sondern wird erst im Speicher durch den Solarwärmetauscher erhitzt. Häufig wird bei Kollektoren nach der Wittterungsbeständigkeit und der Blitzschlag sicherheit gefragt:
In beiden Fällen sind meist keine zusätzlichen Montagen notwendig. Die Anlagen werden an die hauseigene Blitzschutzanlage angeschlossen und sind durch ihre eigene Witterungsbeständigkeit bestens geschützt.

• Solarspeicher sind größer als normale Warmwasserspeicher
• Solarspeicher sind „schlank“ und hoch
• Solarspeicher sind besonders gut isoliert
• Warmes Wasser ist immer verfügbar (Bereitschaftsteil)
• natürliche Wärmeschichtung durch Bauform

Gestaltung
 
In der Regel sind Dacheindeckung, Dachkonstruktionen und Statik des Daches für den Einbau einer Solaranlage geeignet. Bei Schrägdächern besteht die Möglichkeit der Indach- und der Aufdachmontage. Die Aufständerung der Anlage auf Flachdächern setzt eine Bewertung der möglichen Dachlasten voraus. Damit ein möglichst hoher solarer Ertrag erzielt werden kann, sollte das Kollektorfeld einer thermischen Solaranlage nicht verschattet, in einem Neigungswinkel zwischen 30° und 50° montiert und in die
Himmelsrichtung Südost über Süd bis Südwest ausgerichtet sein. Aber auch bei geringen Verschattungen und ungünstigerer Ausrichtung lassen sich mit thermischen Solaranlagen noch hohe Erträge erzielen.

Größe und Auslegung

Bei einer thermischen Solaranlage zur Warmwasserbereitung dient der tägliche Warmwasserbedarf der Bewohner als Grundlage für die Auslegung der Anlage. Hierbei wird eine hundertprozentige Deckung in den Sommer monaten angestrebt, was einem jährlichen Deckungsanteil von ca. 60 Prozent entspricht.

Immer häufiger setzen sich kombinierte Anlagen durch, die neben der Trinkwassererwärmung auch die Raumheizung in den Übergangszeiträumen (Frühling, Herbst) unterstützen. Dieser Entwicklung kommt entgegen, dass der Wärmeschutz der Gebäude besser und damit der Heizenergiebedarf geringer wird. Bei der Heizungsunterstützung wer den Kollektorfläche und Speicher im Vergleich zur solaren Brauchwasseraufbereitung deutlich größer dimensioniert. Im Altbau macht dies jedoch nur bei einer modernen Heizungsanlage und einem guten Wärmeschutz des Gebäudes Sinn. Unter dieser Voraussetzung können diese Anlagen einen deut ichen Beitrag zur Beheizung des Hauses leisten (20–30 Prozent).