Solarthermie

Solarthermie, auch solarthermische Energie genannt, bezeichnet Technologien, die Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme umwandeln. Typische Anwendungen sind die Warmwasserbereitung, die Raumheizung, industrielle Prozesswärme sowie in einigen Fällen die solarunterstützte Kühlung oder die Bereitstellung von Fernwärme. Im Gegensatz zur Photovoltaik wird Sonnenenergie hier direkt als Wärme genutzt.

Funktionsprinzip: Solarkollektoren absorbieren die Sonnenstrahlung in einem Absorber und wandeln sie in Wärme um. Ein Wärmeträger (typischerweise Wasser oder eine Glykol-Wassermischung) transportiert die Wärme zu einem Speichersystem oder zu Wärmeausnutzern. Eine Regelung steuert Pumpe, Wärmetauscher und Speicher, um Wärmeverlusten vorzubeugen und die Nutzung an den Bedarf anzupassen. In offenen Systemen wird direkt Warmwasser erzeugt; in geschlossenen Kreisläufen zirkuliert der Wärmeträger durch den Kollektor und über Wärmetauscher im Heiz- oder Warmwasserkreislauf.

Kollektorarten reichen von Flachkollketoren über Vakuumröhrenkollektoren bis hin zu Konzentrator-Systemen, die höhere Temperaturen erzeugen. Letztere finden sich vor allem in Großanlagen zur Stromerzeugung oder spezialisierten Industrieprozessen. Speicher, meist in Form von Pufferspeichern, ermöglichen eine zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Bedarf.

Effizienz und Leistung hängen von Standort, Ausrichtung, Neigung, Verschattung, Systemgröße und Speicherauslegung ab. Wichtige Kennzahlen sind der solare Deckungsgrad bzw. Solarfaktor sowie CO2-Einsparungen relativ zur konventionellen Heizung. Herausforderungen sind anfängliche Investitionskosten, Frostschutz, Wartung und der ergänzende Wärmebedarf in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung. Standards wie EN 12975 regeln Qualität und Sicherheit von Kollektoren und Systemen.