Solarthermie
Um die Funktionsweise der Solarthermie zu verstehen, muss man sich zunächst einmal nur merken, dass hierbei Sonnenenergie zur Erwärmung von Trink- und / oder Heizungswasser genutzt wird. Bedenkt man, dass die Sonnenstrahlen in Deutschland mit einer Energie von ca. 100 bis 135 Watt pro Quadratmeter auf die Erdoberfläche treffen, was einer jährlichen, durch Solarthermie nutzbaren Energiemenge von 900 bis 1.200 Kilowattstunden (kWh) pro Quadratmeter entspricht, dann wäre es frevelhaft, diese umweltfreundliche Energieform ungenutzt zu lassen.
Die Funktionsweise der Solarthermie ist dabei ebenso genial wie einfach. Das energetisch wertvolle, sowie kostenlose Sonnenlicht kann auf zweierlei Wegen aus seiner ursprünglichen elektromagnetischen Wellenform in thermische Energie umgewandelt werden: Die Absorption der Sonnenenergie erfolgt durch Sonnenkollektoren oder eine Konzentrierung des Sonnenlichts durch Hohlspiegel.
Im Falle der Sonnenkollektoren erwärmen die Sonnenstrahlen eine flache wärmeabsorbierende Fläche, welche ihre thermische Energie an Wärmeträgermedien (beispielsweise ein Wasser-Polenglykol-Gemisch) weitergeben; so funktionieren auch Solarthermieanlagen für das Eigenheim. Die so eingefangene Wärmeenergie wird anschließend über Wärmetauscher an das Warmwasser- und / oder Heizungssystem abgeDie im Solarspeicher gebundene Wärme aus der Solarthermieanlage kann für vielerlei Möglichkeiten verwendet werden. Nicht nur das gewöhnliche Trink- und Leitungswasser kann erhitzt werden, auch kann die Solarthermieanlage bestehende Heizsysteme unterstützen. Insbesondere in den Sommermonaten ist zudem die Erwärmung des Pools oder des privaten Schwimmbads möglich.
Es lassen sich generell zwei unterschiedliche Funktionsweisen unterscheiden: die Nutzung der Solarthermie nur zur Erzeugung von Warmwasser und die Nutzung von Solarthermie für Warmwasser und Heizung.
Solarthermie zur Warmwasserbereitung
In Deutschland wird die Solarthermie bereits erfolgreich für die Warmwasserbereitung genutzt. Aufgrund der effizienten Funktionsweise kann bei ausreichend dimensionierten Solaranlagen der Warmwasser-Verbrauch bis zu 70 Prozent durch Sonnenenergie gedeckt werden. Mit Warmwasser ist das Nutz- und Trinkwasser gemeint, nicht jedoch das Heizungswasser, also lediglich Wasser für Dusche, Bad und Waschbecken.
Solarthermie auch zur Heizungsunterstützung
In der Regel wird die Sonnenenergie jedoch zur Erwärmung des Heizungswassers verwendet. Die Solarthermieanlage bietet eine gute und ökologisch sinnvolle Möglichkeit, warmes Heizungswasser zu produzieren. Zudem können durch Solarthermie- bzw. Photovoltaik-Anlagen die Auflagen für neue Häuser nach dem Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) erfüllt werden. Weiterhin erhalten Besitzer von heizungsunterstützenden Solarthermieanlagen eine Förderung durch die BAFA.
Auch zur umweltbewussten Erwärmung von Poolanlagen und Schwimmbädern ist die Solarthermie hervorragend geeignet. Da das Beheizen offener Wasserflächen besonders energieaufwendig ist, schont die Solarheizung aufgrund ihrer sparsamen Funktionsweise ordentlich den Geldbeutel, ohne auf den Komfort einer angenehmen Badetemperatur (gerade im Frühsommer, wo die Temperaturen noch nicht so hoch sind) verzichten zu müssen.
In Hallenbädern kann die Solarthermie nur unterstützend genutzt werden, da die Intensität der Sonne in den Herbst- und Wintermonaten nicht ausreicht, um das Wasser ausreichend zu erwärmen.
Wärmespeicher für Solarthermie
Wie schon vorher beschrieben, wird die Sonnenenergie an einer wärmeabsorbierenden Fläche (den Kollektoren auf dem Dach) eingefangen. Ist die Temperatur der Sonneneinstrahlung am Kollektor um einige Grad höher als im Wärmespeicher, aktiviert sich der Pumpkreislauf, um die wärmere Wärmeträgerflüssigkeit zum Warmwasserspeicher zu transportieren, wo die Wärme dann über Wärmetauscher an das Heizungswasser im Speicher abgegeben wird.