Solarpanels, die mit Photovoltaikzellen funktionieren und Strom erzeugen, kennt wohl mittlerweile jeder – schließlich werden sie immer beliebter und schmücken so manches Dach in unserer Nachbarschaft. Auch von Balkonkraftwerken und Solargeneratoren haben die meisten wohl schon gehört. Ein weiterer Bereich der Nutzung von Solarenergie ist aber deutlich unbekannter; oder könnten Sie auf Anhieb erklären, wie Solarthermische Anlagen funktionieren und um was genau es sich bei Röhrenkollektoren handelt?
Da wir Sie mit diesem Blog zu richtigem Solarprofis machen möchten, können wir diesen Bereich der Solartechnik natürlich nicht unerklärt lassen. Im folgenden Blogartikel erfahren Sie daher alles dazu, wie Solarthermie mithilfe von Röhrenkollektoren funktioniert und für wen sich diese Technik eignet.
Wie funktioniert Solarthermie mit Röhrenkollektoren?
In diesem Absatz haben wir alle wichtigen Fragen und Antworten zum Thema Solarthermie mit Röhrenkollektoren zusammengefasst. Danach sollten Sie sich also schon deutlich besser im Thema auskennen.
Was ist Solarthermie?
Solarthermie ist eine faszinierende Technologie, die das Potenzial der Sonne nutzt, um Wärme zu erzeugen. Diese Form der Energiegewinnung unterscheidet sich grundlegend von der Photovoltaiktechnologie, die Licht in elektrischen Strom umwandelt. In einer solarthermischen Anlage wird Sonnenenergie nämlich dazu verwendet, Flüssigkeit in den Kollektoren zu erwärmen. Diese erwärmte Flüssigkeit wird dann für verschiedene Zwecke genutzt, zum Beispiel zur Beheizung von Gebäuden oder zur Warmwasserbereitung. Ein typisches solarthermisches System besteht aus Kollektoren, die auf Dächern oder anderen geeigneten Flächen installiert sind, einem Wärmespeicher, einer Regelungseinheit sowie den notwendigen Komponenten zur Wärmeverteilung und -speicherung. Diese Systeme sind eine umweltfreundliche Alternative zu herkömmlichen Heizmethoden und tragen dazu bei, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu verringern und den CO2-Ausstoß zu reduzieren.
Was sind Röhrenkollektoren und wie funktionieren sie?
Röhrenkollektoren, eine besondere Art von Solarthermie-Kollektoren, sind für ihre hohe Effizienz und Effektivität bekannt. Sie bestehen aus mehreren nebeneinander angeordneten Glasröhren, in denen sich Absorber befinden, die das Sonnenlicht aufnehmen. Diese Absorber sind entscheidend, da sie die eingefangene Sonnenenergie in Wärme umwandeln. Die Evakuierung der Glasröhren dient als starke Isolation und minimiert Wärmeverluste, was zu einer erhöhten Effizienz auch bei geringer Sonneneinstrahlung und niedrigeren Außentemperaturen führt. Die in den Absorbern erzeugte Wärme wird an eine Wärmeträgerflüssigkeit übertragen, die durch die Röhren zirkuliert und die Wärme zum Wärmespeicher leitet. Röhrenkollektoren sind besonders in Regionen mit geringerer Sonneneinstrahlung und kühleren Klimabedingungen effektiv und können einen wesentlichen Beitrag zur nachhaltigen Energieversorgung leisten.
Welche anderen Kollektorarten gibt es neben Röhrenkollektoren?
In der Welt der Solarthermietechnologie bieten neben den bekannten Röhrenkollektoren verschiedene andere Kollektorarten vielfältige Möglichkeiten zur Nutzung der Sonnenenergie.
Luftkollektoren stellen eine alternative Lösung dar, indem sie Luft statt einer Flüssigkeit als Wärmeträgermedium nutzen. Sie sind ideal für Anwendungen, bei denen Luft direkt erwärmt werden soll, wie etwa in der Raumheizung oder für Trocknungsprozesse in der Landwirtschaft. Obwohl sie in der Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme weniger effizient als Flüssigkeitskollektoren sind, bieten sie in bestimmten Bereichen spezifische Vorteile.
Flachkollektoren sind aufgrund ihrer Einfachheit und Kosteneffizienz in der Herstellung und Installation eine weit verbreitete Option. Sie bestehen aus einer flachen Absorberplatte, die das Sonnenlicht einfängt und in Wärme umwandelt. Ihre Effektivität zeigt sich besonders bei direkter Sonneneinstrahlung, allerdings weisen sie höhere Wärmeverluste auf als Röhrenkollektoren, vor allem in kühleren Klimazonen und bei bewölktem Himmel.
Eine interessante Hybridform sind Vakuumflachkollektoren, die die flache Bauweise von Flachkollektoren mit der Vakuumisolierung von Röhrenkollektoren kombinieren. Sie bieten eine verbesserte Isolation und geringere Wärmeverluste im Vergleich zu herkömmlichen Flachkollektoren, sind aber in der Anschaffung in der Regel teurer.
Für großtechnische Solarthermieanlagen eignen sich Konzentratorkollektoren. Diese nutzen spiegelähnliche Oberflächen, um das Sonnenlicht auf einen kleinen Bereich zu konzentrieren, in dem sich der Absorber befindet. Sie sind besonders effektiv in Regionen mit hoher Sonneneinstrahlung, aufgrund ihrer Komplexität und der Notwendigkeit zur Sonnenausrichtung jedoch weniger für den Einsatz im häuslichen Bereich geeignet.
Wie lange gibt es Solarthermie und wie zukunftsorientiert ist die Technik?
Solarthermie ist keine neue Erfindung; tatsächlich wird sie seit vielen Jahrzehnten genutzt. Ursprünglich wurde sie vor allem zur Warmwasserbereitung eingesetzt, hat sich aber im Laufe der Jahre zu einer hochentwickelten Technologie entwickelt, die auch zur Heizungsunterstützung beitragen kann. Heute gilt die Solarthermie als eine Schlüsseltechnologie im Rahmen der Energiewende, da sie eine umweltfreundliche Alternative zur traditionellen Energiegewinnung bietet. Die Zukunftsaussichten für Solarthermie sind vielversprechend, insbesondere angesichts der globalen Bestrebungen, erneuerbare Energiequellen zu fördern und den Klimawandel zu bekämpfen. Die fortlaufende Entwicklung in der Solarthermietechnologie, z. B. die Effizienzsteigerung und Kostenreduktion, legt den Grundstein dafür, dass diese Technologie auch weiterhin eine wichtige Rolle in der Energieversorgung spielen wird.
Was sind die Unterschiede zu Photovoltaiktechnik?
Ein zentraler Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik besteht in der Art, wie die Sonnenenergie genutzt wird. Während Photovoltaikanlagen Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom umwandeln, konzentriert sich die Solarthermie auf die Gewinnung von Wärme. Diese Unterscheidung ist wichtig, da sie zu unterschiedlichen Anwendungen und Effizienzniveaus führt. Photovoltaikanlagen sind effizient in der Erzeugung von Strom, ihre Effizienz ist jedoch stark von verschiedenen Umweltfaktoren abhängig. Solarthermische Anlagen hingegen sind besonders effizient in der Gewinnung von Wärme – und dass auch unter weniger idealen Bedingungen wie geringer Sonneneinstrahlung und niedrigeren Temperaturen. Dies macht sie zu einer attraktiven Option für Regionen mit weniger intensiver Sonneneinstrahlung oder für Anwendungen, bei denen Wärme anstelle von Strom benötigt wird.
Für wen eignen sich Solarthermie-Anlagen mit Röhrenkollektoren?
Solarthermieanlagen mit Röhrenkollektoren eignen sich hervorragend für Haushalte und Gebäude, die einen hohen Bedarf an Warmwasser und Heizungsunterstützung haben. Sie sind eine ideale Lösung für Gebiete, in denen weniger direkte Sonneneinstrahlung gegeben ist, da sie auch diffuses Licht effizient umwandeln können. Aufgrund ihrer hohen Effizienz sind Röhrenkollektoren auch eine exzellente Wahl für Gebäude mit begrenztem Platzangebot, da sie im Vergleich zu Flachkollektoren weniger Fläche benötigen, um die gleiche Menge an Wärmeenergie zu erzeugen.
Was ist besser: Photovoltaiktechnik oder Solarthermie mit Röhrenkollektoren?
Die Entscheidung zwischen Photovoltaik und Solarthermie hängt stark von den spezifischen Bedürfnissen und örtlichen Gegebenheiten ab. Photovoltaikanlagen sind ideal, wenn der Schwerpunkt auf der direkten Stromerzeugung liegt, etwa zur Eigenversorgung oder zur Einspeisung ins öffentliche Netz. Solarthermie ist dagegen die bessere Wahl, wenn der Fokus auf der Wärmegewinnung für Warmwasser und Heizung liegt. Beide Technologien haben ihre spezifischen Stärken und können auch in Kombination verwendet werden, um sowohl den Strom- als auch den Wärmebedarf eines Gebäudes effizient zu decken. Die Entscheidung sollte daher auf einer gründlichen Analyse der individuellen Anforderungen und der örtlichen Bedingungen basieren!
Welche Technologie kommt in Deutschland häufiger vor?
In Deutschland ist die Photovoltaiktechnologie verbreiteter als die Solarthermietechnologie. Dies liegt vor allem an der breiteren Anwendbarkeit und der Flexibilität von Photovoltaikanlagen, die nicht nur in privaten Haushalten, sondern auch in der Industrie und in landwirtschaftlichen Betrieben zum Einsatz kommen. Photovoltaikanlagen wandeln Sonnenlicht direkt in elektrischen Strom um, der entweder direkt genutzt, gespeichert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden kann – sie sind also extrem vielseitig einsetzbar!
Die starke Förderung durch das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) und die stetige Verbesserung der Effizienz und Kosteneffizienz der Technologie haben ebenfalls zu einem raschen Ausbau der Photovoltaik in Deutschland geführt. Solarthermie wird zwar auch genutzt, vor allem zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung, hat aber einen kleineren Marktanteil im Vergleich zur Photovoltaik.
Fazit
Solarthermie ist ein weiteres spannendes Konzept, um die Kraft der Sonne zu nutzen. Gerade in Gebieten, in denen die Sonneneinstrahlung Photovoltaikanlagen weniger effizient macht, und in Haushalten, in denen explizit Wert auf nachhaltiges Heizen gelegt sind, kann eine Solarthermieanlagen sinnvoll sein. Wir hoffen, der Blogartikel könnte Ihnen einen guten Überblick über das Thema geben. Weitere Informationen zum Thema Heizen mit Solarenergie finden Sie hier.
