Erneuerbare Energie zur Warmwassererzeugung

Solarkollektoren ermöglichen es, erneuerbare Energie kostengünstig zu nutzen – und ein Stück weit autark zu sein.

Text — Raphael Hegglin

Der erste Solarkollektor ist eine Schweizer Erfindung des Naturforschers und Botanikers Horace Bénédict de Saussure. Bereits im 18. Jahrhundert versah er einen Holzkasten mit schwarzem Boden und einer Glasabdeckung. Es gelang ihm, darin das Wasser auf 87° C zu erhitzen. Heute sind Solarkollektoren ausgeklügelter. Am Prinzip hat sich jedoch nicht viel geändert, und die Technik ist einfach und robust geblieben. Solarkollektoren machen es daher möglich, vergleichsweise günstig erneuerbare Energie zu nutzen und bis zu einem gewissen Grad autark zu werden.

FÜR WARMWASSER UND HEIZUNG

Die meisten Solaranlagen dienen der Warmwasseraufbereitung. Die Faustregel besagt, dass pro Person ein Quadratmeter Kollektorfläche benötigt wird, um die Hälfte ihres Warmwasserbedarfs zu decken. Problemlos sind auch 60 % und mehr möglich – es ist einfach eine grössere Kollektorfläche erforderlich. Den verbleibenden Energiebedarf – hauptsächlich im Winter – deckt ein zusätzlicher Wärmeerzeuger. Dieser ist ebenfalls an den Warmwasserspeicher angehängt und kann zum Beispiel eine Wärmepumpe oder die Gebäudeheizung sein. Auch ein Elektroeinsatz ist in diesem Fall erlaubt.

Sonnenkollektoren können nicht nur das Brauchwasser, sondern auch das Heizungswasser erwärmen. Sie unterstützen damit die Heizung und machen sie umweltfreundlicher. Das ist vor allem in gut gedämmten Häusern sinnvoll, da diese nur eine tiefe Vorlauftemperatur zum Heizen benötigen. Sind jedoch hohe Vorlauftemperaturen notwendig, so steht der technische Aufwand für das Koppeln von Heizung mit den Solarkollektoren kaum im Verhältnis zu den Kosten und dem technischen Aufwand. Denn für schlecht gedämmte Gebäude liefern Solarkollektoren, gemessen am gesamten Heizwärmebedarf, verschwindend wenig Wärme.
 

VERSCHIEDENE KOLLEKTORTYPEN

Je nach Bauweise des Kollektors erhitzt sich das Wasser unterschiedlich stark: Verglaste Flachkollektoren erzielen Wassertemperaturen von 30 bis 60° Celsius. Sie bestehen aus einem schwarzen, beschichteten Metall-Absorber, der in einem gut isolierten, flachen Gehäuse liegt. Flachkollektoren sind die am meisten verwendeten Kollektortypen, denn sie haben ein besonders gutes Preis-Leistungsverhältnis.

Unverglaste Kollektoren sind aufgrund ihres einfachen Aufbaus günstiger als Flachkollektoren. Sie erwärmen das Wasser weniger hoch. Unverglaste Kollektoren eignen sich zum Beispiel zum Heizen eines Schwimmbades, wo weniger hohe Wassertemperaturen erforderlich sind.

Am technisch ausgeklügeltsten sind Vakuumröhren-Kollektoren. Sie liefern Heisswasser von bis zu 100° Celsius. Vakuumröhren-Kollektoren werden vor allem in industriellen und gewerblichen Betrieben eingesetzt, wo viel Prozesswärme gefragt ist.

UND SO FUNKTIONIERTS

Das Warmwasser für den Verbrauch wird nicht direkt in den Solarkollektoren erwärmt: Zwischen den Kollektoren und dem Wärmespeicher zirkuliert eine Wärmeträgerflüssigkeit, meist ein Wasser-Glykol-Gemisch. Dieses überträgt die gewonnene Wärme aufs Brauchwasser und allenfalls aufs Heizungswasser. Damit das System funktioniert, braucht es zudem eine Solarkreispumpe und einen Regler, der alles steuert.

Die Leitungen zu und von den Solarkollektoren können durchs Haus oder entlang der Fassade verlegt werden. Werden sie aussen heruntergeführt, so müssen sie ausreichend gegen Wärmeverlust gedämmt sein. Besitzt das Haus einen alten Kamin, der nicht mehr gebraucht wird, lassen sich die Leitungen auch durch diesen verlegen.