Was ist Solarthermie?

Die Sonne ist ein riesiger Kernfusionsreaktor. Zu jedem beliebigen Zeitpunkt treffen bis zu 173.000 Terawatt Energie von der Sonne auf die Erde. Um zu verdeutlichen, wie viel Energie das ist, verbraucht die Welt in einem ganzen Jahr etwa 23.000 Terawatt Energie.

Das Licht der Sonne ist sehr energiereich. Solarzellen absorbieren diese Lichtenergie und wandeln sie in Strom um, der Geräte wie Ihren Laptop oder Ihr Handy-Ladegerät mit Energie versorgen kann. Aber wussten Sie, dass Sie die Sonnenenergie auch zum Heizen nutzen können?

Bei der Solarheizung wird die Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung genutzt. Sie kann aber auch zum Kühlen verwendet werden. In diesem Leitfaden erfahren Sie, wie das geht.

Solarheizung kann passiv oder aktiv sein

Passives Heizen beruht auf einer baulichen oder architektonischen Gestaltung, die darauf abzielt, so viel natürliche Wärme wie möglich von der Sonne einzufangen. Am einfachsten ist es, ein Gebäude mit großen Fenstern und Oberlichtern zu entwerfen und es dann in die Richtung auszurichten, in der es das meiste Sonnenlicht einfangen wird.

Eine weitere einfache Möglichkeit, passive Wärme einzufangen, sind die von uns verwendeten Materialien. Bestimmte Materialien absorbieren Wärme leichter, während andere hitzebeständiger sind. Eine gängige Möglichkeit, die Vorteile der passiven Heizung zu nutzen, besteht darin, einen Warmwassertank schwarz zu streichen. Die dunkle Farbe sorgt dafür, dass er mehr Wärme absorbiert.

Aktives Heizen ist der Einsatz einer mechanischen Vorrichtung zum Sammeln und Verteilen von Sonnenenergie in Form von Wärme. Dies kann für die Raumheizung oder die Warmwasserbereitung sein. Der Hauptunterschied zwischen aktiver und passiver Solarheizung besteht darin, dass letztere die Wärme auf natürliche Weise verteilt, während für die aktive Heizung Geräte wie Pumpen oder Kollektoren erforderlich sind.

Es gibt eine Reihe von aktiven Heizgeräten. Heute wollen wir uns jedoch auf diejenigen konzentrieren, die üblicherweise in Wohnhäusern, im Gewerbe und in der Industrie eingesetzt werden. Dabei handelt es sich um solare Warmwasserbereitung und solare Raumheizung.

Solare Warmwassersysteme

Solare Warmwassersysteme sammeln thermische Energie von der Sonne, die sie dann zur Erwärmung von Wasser nutzen. Sie unterscheiden sich von photovoltaischen Systemen, die Lichtenergie sammeln, die zur Stromerzeugung umgewandelt wird.

Frühe solare Warmwasserbereitungssysteme waren passive Systeme. Es handelte sich um einfache Systeme, die aus einem schwarz gestrichenen Tank bestanden, um die Wärmeenergie besser zu absorbieren. Heutzutage sind solare Warmwasserbereiter etwas komplexer. Ein moderner solarer Warmwasserbereiter besteht in der Regel aus einem Kollektor, einem Speichertank und einer Arbeitsflüssigkeit.

Die Arbeitsflüssigkeit in einem solaren Warmwasserbereiter kann Wasser, Frostschutzmittel (Propylenglykol) oder jede andere wärmeabsorbierende Flüssigkeit sein, die als Wärmetauscher dienen kann. Es gibt zwei Haupttypen von Warmwasserbereitern:

1. Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus einer Reihe paralleler Glasröhren, die die Sonnenenergie absorbieren und die Wärme an die Arbeitsflüssigkeit übertragen. Dies ist der beliebteste Typ von Warmwasserbereitern.
2. Flachkollektoren verfügen über eine flache, dunkel gefärbte Platte, die Wärme aufnimmt und an eine Arbeitsflüssigkeit abgibt, die in Rohren über der Platte zirkuliert.

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Solare Raumheizung

Bei der solaren Raumheizung zirkuliert erwärmte Luft durch ein Gebäude. Die Luft kann direkt oder indirekt erwärmt werden. Bei direkten Heizsystemen werden Solarkollektoren verwendet, die Wärmeenergie absorbieren und die Luft erwärmen. Die erwärmte Luft wird dann über einen HLK-Auslass zirkuliert. Direktluft-Raumheizungen heizen an einem sonnigen Tag auf etwa 37 Grad Celsius.

Indirekte Systeme werden eher in kälteren Klimazonen eingesetzt, wo die Temperaturen bis zum Gefrierpunkt steigen können. Ähnlich wie bei solaren Warmwasserbereitern wird bei Raumheizungssystemen ein Flüssigkeits-Wärmetauscher verwendet. Die Wärmeenergie wird gesammelt und erwärmt den Flüssigkeitstauscher.

Der Wärmetauscher zirkuliert dann durch einen Speichertank und erhitzt das Wasser im Tank auf Temperaturen von bis zu 79 Grad Celsius. Das heiße Wasser oder die Heizflüssigkeit zirkuliert dann auf eine von drei Arten durch ein Gebäude. Dies kann über einen Fußbodenheizkörper, eine Niedertemperatur-Sockelleiste oder ein zentrales Warmluftsystem erfolgen.

Strahlungsboden-Systeme

Bei diesem System zirkuliert eine erwärmte Flüssigkeit durch in den Bodenbelag eingebettete Rohre. Die erwärmte Flüssigkeit gibt dann Wärme an den Raum ab. Der Hauptvorteil dieses Systems ist, dass es einfach zu implementieren ist. Der größte Nachteil dieses Systems besteht darin, dass es länger dauert, einen Raum aus dem kalten Zustand heraus zu beheizen als andere Systeme.

Low Temperature Baseboards

These systems require a heated liquid of between 48 and 60 degrees Celsius. Low temperature baseboards are installed at the baseboard or at a level close to the ground to allow for heat to rise and distribute through a space more naturally.

Zentrale forcierte Warmluftsysteme

In einem zentralen Warmluftsystem fungiert ein Heizregister als Wärmetauscher zwischen Flüssigkeit und Luft. Der Flüssigkeits-Wärmetauscher erwärmt die Luft, wenn sie durch die Kanäle in einem Raum gezogen wird.

Vor- und Nachteile der Solarheizung

Wir haben uns die verschiedenen Arten der Solarheizung angesehen. Aber sind sie es wert und wie schneiden sie im Vergleich zu herkömmlichen Heiz- und Kühlmethoden wie Öfen und HLK-Systemen ab?

Profis

1. Wasser und Raumheizung machen bis zu 40 Prozent der Stromrechnung eines Haushalts aus. Im Durchschnitt machen sie in den meisten Haushalten den größten Teil der Stromrechnung aus. Die Umstellung auf Solarenergie kann bis zu 80 Prozent des Warmwasserbedarfs eines Gebäudes decken und Ihre Stromrechnung ausgleichen. In Kombination mit Solarkollektoren kann die Solarheizung Ihre Stromkosten vollständig eliminieren. Machen Sie unser Quiz und finden Sie heraus, wie viel Sie mit einer Solaranlage sparen können.
2. Die Energieerzeugung ist der zweitgrößte Verursacher von Kohlenstoffemissionen. Solarenergie kann die Abhängigkeit von Gas und Strom aus fossilen Brennstoffen drastisch verringern. Solarenergie ist eine saubere alternative Energiequelle, die Ihnen helfen kann, Ihren Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern.

Nachteile

1. Die Solarenergie ist von der Sonne abhängig. In dieser Hinsicht kann Solarenergie bei Bewölkung unzuverlässig sein.
2. Solaranlagen zum Heizen erzeugen in der Regel weniger Wärme. Sie ist im Vergleich zu anderen Systemen nicht so effizient, was die Wärmeerzeugung angeht. Sehr oft müssen Sie Ihr Solarheizsystem mit einem alternativen Zusatz- oder Backup-System wie einem Ofen oder einer Wärmepumpe kombinieren.
3. Solarsysteme sind mit hohen Anschaffungskosten verbunden. In bestimmten Fällen sind die Kosten nicht gerechtfertigt, wenn das System zu stark von einem Backup-System wie einem Ofen abhängig ist.