Solaranlage - Heizen mit der Kraft der Sonne

Solaranlagen sind zu einer gängigen Technik geworden. Überwiegend werden Solaranlagen in Neubauten verwendet. Die Zahl der Nachrüstungen im Gebäudebestand wächst aber auch stetig.

Bei der thermischen Nutzung der Sonnenenergie wird mit Solaranlagen ein Wärmeträger, meist Wasser, erwärmt. Die aufgenommene Wärme kann direkt oder über den Wärmetauscher zur Trinkwassererwärmung, zur Gebäudeheizung oder zur Schwimmbadbeheizung genutzt oder in einem Speicher zwischengespeichert werden.

Solarkollektoren gewinnen erst ab einem bestimmten Schwellenwert nutzbare Energie. Allerdings ist ein Sonnenkollektor meist nicht in der Lage, bei bedecktem Himmel die diffuse Einstrahlung in nutzbare Wärme umzusetzen.

Die Technik der Heizungsunterstützung durch Solaranlagen ähnelt der solaren Trinkwassererwärmung. Die Anlagen haben vergrößerte Kollektorflächen, vor allem aber größere Speicher mit mindestens 750 Liter Volumen. Der Speicher wird durch die Solaranlage und den Heizungskessel so gefüllt, dass eine möglichst stabile Temperaturschichtung im Speicher entsteht. Diese "Schichtenspeicher" bilden das zentrale Element der Heizungsanlage. Die Wärme für den Heizungsvorlauf wird aus dem oberen Drittel des Speichers entnommen, die Rücklaufwärme fließt in der passenden Höhe in den Speicher zurück.

Die Trinkwassererwärmung ist in dieses System integriert, ohne dass sich das Trinkwasser und das Wasser des Heizungskreislaufs miteinander vermischen. Die hygienisch notwendige Trennung zum Heizungskreislauf kann mit einem eigenen kleinen Behälter geschehen, der im oberen Drittel des Schichtenspeichers untergebracht ist. Er hält mit möglichst geringen Verlusten Warmwasser bereit.

Der Schichtenspeicher kann aber auch wie ein "Durchlauferhitzer" genutzt werden. Dann fließt das Trinkwasser durch einen Wärmetauscher in den Speicher, von den kühleren unteren bis zu den oberen Schichten mit höherer Temperatur. Diese Systeme für Solaranlagen bieten den Vorteil, dass keine größeren Trinkwassermengen mit gebrauchsfertiger Temperatur über längere Zeit gespeichert werden müssen. Damit können gesundheitsgefährdende Legionellen kaum entstehen. Einschränkungen im Komfort müssen aber möglicherweise, bei knapp bemessenem Wärmetauscher, dann in Kauf genommen werden, wenn innerhalb sehr kurzer Zeit große Mengen warmen Wassers benötigt werden.

Eine andere Möglichkeit, besonders hygienisch warmes Trinkwasser mit Solaranlagen zu erzeugen, bietet ein Durchlaufplattenwärmetauscher, der von der heißesten Stelle des Speichers bedient wird. Damit wird warmes Wasser immer nur bei Bedarf erzeugt.