Röhrenkollektoren im Einsatz

« Die Vorteile einer Solaranlage »

Heute ist es beinahe schon gang und gäbe, die eigene Heizung durch dezentrale Elemente zu unterstützten und den Brennstoffverbrauch zu minimieren. Neben Einzelraumfeuerstätten mit Holzfeuerung zählt hierzu vor allem die Solaranlage als bewährte und wirkungsvolle Variante. Neben wenigen anderen Methoden haben sich Röhrenkollektoren hier als vorteilhafte Umsetzung bewährt.

Die Heizungsunterstützung mittels Solarkollektoren

Es ist heute weit verbreitet, seine Heizung über eine Solaranlage mittels Sonnenenergie zu unterstützen. Aber wie geht das überhaupt? Das Grundprinzip hierbei ist recht simpel. Die Heizungsanlage selbst erhitzt Wasser als Speicher der Heizenergie und bevorratet es in einem sogenannten Pufferspeicher.

Von dort wird der Bedarf für Warmwasser und Heizwärme bezogen. Die ergänzenden Kollektoren werden auf dem Dach in optimaler Ausrichtung zur Sonne platziert und erwärmen dort ebenfalls Wasser. Dieses Medium transportiert die gewonnene Energie ebenfalls zum Pufferspeicher und gibt sie dort ab.

Für den Brenner der Zentralheizung bedeutet diese zusätzliche Wärmezufuhr eine Reduzierung der Arbeitszeiten, da er ja nur dann aktiv wird, wenn die Speichertemperatur unter einen vorgegebenen Wert fällt. Der Speicher ist somit das Bindeglied und die zentrale Vermittlungsstelle zwischen Heizsystem und Heizungsunterstützung.

Solarthermie versus Photovoltaik – die häufige Verwechslung bei der Solaranlage

Immer wieder liest man in Verbindung mit einer Solaranlage auch von Photovoltaik. Verwechseln sie diese Technik aber niemals mit der solaren Warmwasserbereitung. Denn Photovoltaik bezeichnet die Stromerzeugung mittels Solarzellen.

Auch diese Nutzung wird auf privaten Hausdächern immer mehr eingesetzt. Allerdings dient sie nicht der Heizungsunterstützung, sondern vielmehr als Kleingewerbe für die Erzeugung und den Verkauf elektrischer Energie an die Netzbetreiber.

Selten wird diese Energie auch selbst genutzt, mitunter für die Heizung. Aber auch hier spricht man nicht von der typischen Unterstützung des Heizsystems.

Was sind Röhrenkollektoren?

Heute haben sich zwei Varianten für die thermische Solaranlage als Standard etabliert. Einerseits der so genannte Flachkollektor, der flächig auf oder sogar im Dach liegt. Andererseits setzt sich der Röhrenkollektor aus den namensgebenden Röhren zusammen. Ganz allgemein gesprochen handelt es sich dabei um Glasröhren, die zu einem Gesamtkollektor zusammengeschaltet werden. Im Inneren der Röhren verläuft je eine Leitung, die das Wasser als Transportmedium beinhaltet.

Die Glasröhre dient einerseits als eine Art Brennglas, um die Sonnenstrahlung auf die wasserführende Leitung zu fokussieren. Andererseits bietet die Röhre die Möglichkeit, durch einen auf der dachseitigen Hälfte angebrachten Spiegel eine allseitige Besonnung des Wassers zu erzielen. Die Leistungsfähigkeit der wasserführenden Leitung erfährt somit durch den Einsatz der Glasröhre eine eklatante Aufwertung.

Vakuum-Röhrenkollektoren – der Stand der Dinge

Der letzte Entwicklungsschritt einer solchen Solaranlage ist der so genannte Vakuum-Röhrenkollektor. Hierbei werden die anfänglich „nur“ luftgefüllten Röhren mit einem Vakuum versehen. Das Vakuum verfolgt mehrere Ziele: Einerseits dient es als Isolation und verringert den Wärmeverlust der wasserführenden Leitung auf dem Weg zur Heizungsanlage enorm.

Gerade im Winter mit besonders niedrigen Außentemperaturen geht ansonsten ein guter Teil der gewonnenen Energie bereits auf dem Weg durch die Röhre wieder verloren. Darüber hinaus verbessert das Vakuum aber auch den Transport der Sonnenenergie bis hin zum Transportmedium, da keine ungewollte Konvektion der Luft innerhalb der Röhre zu Störungen führen kann.

Zuletzt verhindert das Vakuum sicher das Beschlagen der Röhre von innen, das ansonsten gerade früh morgens eine deutliche Leistungsminderung bewirken kann.

Vorteile von Röhrenkollektoren

Nun bieten die röhrenförmigen Solarelemente gegenüber dem flächigen Gegenpart einige deutliche Vorteile. Hierzu betrachten wir die gängigen Vakuum-Röhrenkollektoren, obwohl auch Modelle ohne Vakuum in den meisten Kriterien klar punkten:

Die Sonnennutzung

Entgegen Flachkollektoren, die eben nur die zur Verfügung stehende Grundfläche für eine einseitige Erwärmung der Module nutzen können, wenden die Röhren einen geometrischen Trick an und machen auch die sonnenabgewandte Leitungsseite über Spiegel als Wärmeübertragungsfläche nutzbar.

In Kombination mit der fokussierenden Wirkung der Glasröhren resultiert aus dieser Konfiguration eine nahezu optimale Ausnutzung der ankommenden Sonnenstrahlung je Kollektorfläche. Ohne bereits die weitere Nutzbarmachung einzubeziehen, bieten die röhrenförmigen Solarkollektoren eine bessere Voraussetzung in Sachen Wirkungsgrad und Leistungsfähigkeit.

Der Aufbau

Die aus Röhren zusammengestellten Kollektoren werden als separates Element auf die bestehende Dachfläche mitsamt Konstruktion und Abdichtung aufgesetzt. Somit fallen die Beeinträchtigungen des Dachaufbaus für die Haltepunkte minimal aus. Außerdem ist ein nachträglicher Aufbau, sowie ein eventueller Ab- oder Umbau problemlos möglich.

Im Vergleich dazu werden Flachkollektoren häufig noch unauffälliger in die Dachfläche eingelassen, wo sie eine Vielzahl konstruktiver Details erfordern, die diese Einbauform sowohl fehleranfällig als auch teuer macht.

Wartung und Instandsetzung

Nahtlos an die Art des Dachaufbaus knüpft das Thema Wartung, Instandhaltung und auch Reparatur des Kollektors an. Durch die weitgehende Trennung von Dachkonstruktion und Heizung lassen sich Einzelbauteile oder auch ganze Elemente problemlos verändern oder austauschen.

Vor allem die Entnahme bzw. der Einbau einzelner Röhren ist völlig unproblematisch und mit geringem Aufwand möglich. So steigt die Lebensdauer des Gesamtsystems durch die gute Austauschbarkeit der Komponenten enorm an.

Der Preis

All diese Faktoren rund um die Einfachheit und Effizienz der Kollektoren spiegelt sich in einem oft ausschlaggebenden zusammenfassenden Punkt nieder: Den Kosten. Denn unabhängig von der sonstigen Heizungsanlage stellt die Sonnennutzung über Röhren in Sachen Kosten-Nutzen die effizienteste aller etablierten technischen Lösungen dar. Das betrifft sowohl die Anschaffung mitsamt Einbau und Anpassungen an sonstigen Bauteilen als auch den Erhalt der gesamten Anlage.

Fazit – Unterstützung für die Heizung durch Röhrenkollektoren – wirkungsvoll und angemessen

Zusammenfassend lässt sich also feststellen, dass eine mit Röhrenkollektoren ausgestattete Solaranlage vielleicht in Sachen Optik und Gebäude-Integration seine Schwächen hat. Für die Heizung selbst bietet das System jedoch zahlreiche Vorteile, die es gerade im privaten Bereich für das Einfamilienhaus, die Baugemeinschaft oder auch die Wohnanlage besonders attraktiv erscheinen lässt.