Familienplaner - Oktober
Erneuerbare Energien
Was ist Solarthermie überhaupt?
Sonnenenergie steht kostenlos, das ganze Jahr – im Sommer mehr, im Winter weniger – zur Verfügung. Damit besitzt die Energie der Sonne, im Vergleich zu anderen regenerativen Energieformen, das größte Potenzial in Nutzenergie umgewandelt zu werden.
Solarthermie ist die Nutzung der Sonnenwärme zum Heizen und für die Warmwasserherstellung. Dabei wird in einem Solarkollektor eine sogenannte Wärmeträgerflüssigkeit, meistens Wasser gemischt mit Frostschutzmittel, um das Gefrieren der Kollektoren im Winter zu verhindern, durch Sonneneinstrahlung erwärmt. Durch die Erwärmung vergrößert sich das Volumen des Wassers, dieses beginnt zu fließen und wird durch ein Pumpensystem in den Warmwasserspeicher geleitet. Der Warmwasserspeicher ist ein isolierter Behälter, in dem sich Heizungswasser oder Trinkwasser befindet. Durch einen Wärmetauscher wird hier nun die Wärme der erhitzten Wärmeträgerflüssigkeit an das Wasser im Speicherbehälter abgegeben. Das erwärmte Wasser kann nun zum Heizen oder als Warmwasser genutzt werden.
Im Speicherbehälter kann das Wasser für mehrere Stunden warmgehalten werden, sodass auch nachts und morgens, wenn die Sonne das Wasser noch nicht erwärmt hat, Warmwasser beziehungsweise die Heizung funktionieren. Dieses System wird auch Pufferspeicher genannt. Ist die Wärmeträgerflüssigkeit abgekühlt, wird sie zurück in den Kollektor geleitet, wo sie wieder erhitzt werden kann. Dadurch wird ein Kreislauf geschaffen. Das Prinzip der Solarthermie ist also vergleichbar mit einem Gartenschlauch, den man nach der Nutzung in der Sonne hat liegen lassen. Das darin aufgestaute Wasser wird erwärmt und wenn beispielsweise abends die Tomaten im Gewächshaus noch einmal gewässert werden, ist das Wasser, das zu Anfang aus dem Schlauch kommt, warm.
Eine Solarthermieanlage besteht meistens aus drei Teilen: dem Kollektor, einem Pump-Rohrsystem und dem Warmwasserspeicher. Bei den Kollektoren lassen sich generell zwei Arten unterscheiden: der Flachkollektor und der (Vakuum-)Röhrenkollektor. Beide Kollektoren eignen sich zur Herstellung der Wärmeenergie. Der Röhrenkollektor zeichnet sich durch seinen hohen Wirkungsgrad, also dem Verhältnis zwischen zugeführter Energie und der umgewandelten nutzbaren Energie, und dem möglichen Einsatz auf schrägen Flächen aus. Der Flachkollektor hingegen glänzt mit seiner Funktionalität bei schwierigen Standortverhältnissen. So ist es beispielsweise möglich, mit dem Flachkollektor senkrecht einfallende Sonne effizient zur Wärmeerzeugung zu nutzen.
Ein kleines Manko der Solarthermie ist die Verfügbarkeit. Im Sommer, wenn die Sonne den ganzen Tag scheint, reicht die erzeugte Wärme aus, um ein ganzes Haus zu beheizen – genau dann, wenn dies nicht benötigt wird. Im Winter dagegen, wenn die Heizwärme gebraucht wird, ist die Sonneneinstrahlung zu schwach und die Solarthermie kann lediglich als Heizungsunterstützung genutzt werden. Das ist jedoch kein großes Problem, denn Solarthermieanlagen können mit fast jeder konventionellen Heizungsanlage, beispielsweise einer Gasheizung, kombiniert werden. Auf diese Weise können durch eine Solarthermieanlage im Winter Heizkosten eingespart werden.
Photovoltaik vs. Solarthermie
Sowohl bei der Photovoltaik (PV) als auch bei der Solarthermie wird die Sonne als Energieform genutzt. Während bei der Solarthermie die Sonnenstrahlung zur Erzeugung von Heizwärme und Warmwasser eingesetzt wird, wird bei der Photovoltaik die Sonneneinstrahlung zur Stromproduktion verwendet. Ein Vorteil der Solarthermie gegenüber der Photovoltaik ist der höhere Wirkungsgrad der Anlagen. Bei der gleichen Fläche von Kollektoren und PV-Zellen erzeugen die Solarthermiekollektoren mehr Nutzenergie als die PV-Module. Ein Nachteil einer Solarthermieanlage gegenüber einer PV-Anlage sind die erhöhten Investitionskosten, die für die Installation der Anlage erbracht werden müssen. Dies ist auf das Pump-Rohrsystem und den Speicherbehälter zurückzuführen, die bei einer PV-Anlage nicht gebraucht werden. Es existieren auch Kombimodule der beiden Nutzungsformen, wodurch Strom und Wärme gleichzeitig gewonnen werden können.
Es lässt sich festhalten, dass durch Sonnenenergie unterschiedliche Nutzenergien hergestellt werden können, welche alle ihre Vor- und Nachteile haben. In Zeiten des Klimawandels und der Energiekrise lohnt es sich mehr denn je, über den Umstieg auf eine regenerative Wärmegewinnung durch Solarthermie nachzudenken.
