Wie funktioniert eigentlich...

eine Solaranlage?

Wenn zwei Leute von einer Solaranlage sprechen, kann es sein, dass jeder etwas anderes meint. Denn man unterscheidet zwei Arten von Solaranlagen: die eine dient der Bereitstellung von Wärme (thermische Solaranlage) und die andere erzeugt Strom (Photovoltaik-Anlage bzw. PV-Anlage). Die folgende Beschreibung betrifft nur thermische Solaranlagen, weil der Installateur und Heizungsbauer eigentlich nur mit diesen Anlagen zu tun hat.

Die Grundbestandteile einer Solaranlage sind der Wandler (Absorber oder Kollektor), ein Leitungssystem mit Fördereinrichtung und ein Abnehmer für die Wärme. Bei den meisten Anwendungen wird sich in der Verbindungsleitung zwischen dem Wandler und dem Verbraucher noch ein Speicher mit dazugehörigen Wärmeübertragern befinden.

Das wichtigste Teil der Solaranlage ist der Wandler. In ihm dringt die Sonnenstrahlung in ein festes Gebilde ein und erwärmt dieses dabei. Die Wärme wird an eine Flüssigkeit (in selteneren Fällen auch Luft) weitergeleitet. Der aufgeheizte Wärmeträger transportiert die gewonnene Solarwärme direkt zum Verbraucher oder in einen Speicher. Das Teil, in dem die solare Einstrahlung in Wärme umgewandelt wird, ist der Absorber.

Wenn es z.B. um die Erwärmung von Schwimmbadwasser geht, besteht der Wandler nur aus diesem Absorber in Form von mattenartigen Gebilden aus Kunststoff, die vom gefilterten Beckenwasser durchströmt werden (Bild 1). In fast allen anderen Anwendungsfällen ist der Absorber in ein möglichst gut wärmeisoliertes Gehäuse eingebaut. Dieses sorgt dafür, dass von der eingefangenen Sonnenwärme so wenig wie möglich als Verlust an die Umgebungsluft verloren geht. Solche Wandler werden als Kollektor bezeichnet. Der Absorber selbst besteht dann aus Kupfer- oder Aluminiumblech mit speziellen Beschichtungen zur Verbesserung der Wärmeaufnahme und Wärmeschutz.

Der Transport der Wärme im Leitungssystem erfolgt im Normalfall durch Pumpenumwälzung in einem oder mehreren miteinander verkoppelten Flüssigkeitskreisläufen. In einfachen Anlagen, speziell in südlichen Ländern, wird der Speicher an der höchsten Stelle angebracht und das im Kollektor erwärmte Wasser strömt wegen seiner geringeren Dichte ohne Förderpumpe nach oben (Schwerkraftanlage).

Auch beim Speicher gibt es eine ganze Reihe von unterschiedlichen Versionen. Bei kleineren Anlagen (Bild 2) verwendet man Trinkwasserspeicher mit innenliegendem Wärmeübertrager. Das Trinkwasser wird durch das im sogenannten Primärkreis zirkulierende Wasser-Frostschutzmittelgemisch aufgeheizt. Bei größeren Trinkwasseranlagen und Anlagen zur Heizungsunterstützung werden sogenannte Pufferspeicher, die mit Heizungswasser gefüllt sind, eingesetzt. Die Trinkwassererwärmung erfolgt dann über einen weiteren Wärmeübertrager.

Für alle Solaranlagen gilt, dass noch eine jederzeit verfügbare Wärmequelle (z.B. ein Gaskessel) als Reserve für sonnenscheinlose Zeiträume und entladenen Speicher bereitgehalten werden muss.

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