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Die Funktion der Solarthermie lässt sich an einem einfachen Beispiel erklären: Scheint die Sonne auf einen mit Wasser gefüllten Behälter, erwärmt sich die Flüssigkeit im Inneren. Möglich ist das durch die solare Strahlungswärme, die über die Behälterwandungen auf das Wasser übergeht.
Die Funktionsweise der Solarthermie basiert auf dem gleichen Prinzip: Hier fangen Kollektoren die Strahlung der Sonne auf. Sie leiten die aufgenommene Energie an eine spezielle Solarflüssigkeit (Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) weiter, welche die Wärme dann ins Haus transportiert.
Abhängig von ihrer Auslegung sorgt die Solarthermieanlage dabei für warmes Heizungs- und/oder Trinkwasser.
Wann Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren zum Einsatz kommen, hängt von den Bedingungen vor Ort ab. Ist die Ausrichtung günstig und die unverschattete Fläche auf dem Dach ausreichend groß, bieten Flachkollektoren das beste Preis-Leistungs-Verhältnis.
Ist die Funktion der Solarthermie gestört, etwa durch eine ungünstige Ausrichtung oder knappe Flächen, kommen häufig preisintensivere Vakuumkollektoren zum Einsatz.
Sie bestehen aus einem wärmegedämmten Kasten, der zur Sonne hin mit einer transparenten Scheibe abgedeckt ist. Im Inneren befindet sich ein dunkel eingefärbtes Blech. Der sogenannte Absorber hat die Aufgabe, möglichst viel Energie aufzunehmen. Er erwärmt sich im Sonnenlicht und überträgt thermische Energie an eine Flüssigkeit, die durch Rohre auf seiner Rückseite strömt.
Röhrenkollektoren bestehen aus einzelnen Glasröhren, die einen Absorber und eine spezielle Flüssigkeit beinhalten. Auch hier nimmt der Absorber die Energie der Sonne auf. Er überträgt sie an ein Wärmeträgermedium, das dabei verdampft. Es steigt in der Röhre nach oben und erhitzt die Solarflüssigkeit. Letztere strömt durch den sogenannten Sammler, an dem alle Röhren eines Kollektors angeschlossen sind. Für eine besonders effiziente Funktion der Solarthermie saugen Hersteller die Luft aus den Röhren. Das verringert die Wärmeverluste und sorgt für einen höheren Ertrag.
An einem einzigen Tag sendet die Sonne mehr Energie zur Erde, als die gesamte Menschheit in einem Jahr verbrauchen könnte. Durch die Funktionsweise der Solarthermie lässt sich ein Teil dieser Energie zur Beheizung von Gebäuden nutzen. Und zwar ohne Brennstoffkosten, fossile Rohstoffe oder schädliche Auswirkungen für unser Klima.
Für die Funktionsweise einer thermischen Solaranlage sind zahlreiche Bauteile erforderlich. Neben den Kollektoren auf dem Dach gehören auch Wärmespeicher im Haus dazu. Außerdem ist ein Solarkreislauf nötig, um Wärme vom Dach ins Haus transportieren zu können.
Referenz
Die Funktion der Solarthermie ist grundsätzlich an die solare Strahlung gebunden. Scheint die Sonne nicht, ernten die Solarkollektoren auch keine Wärme. Um die kostenfreie Energie bestmöglich im Haus zu nutzen, kommen Wärmespeicher zum Einsatz. Dabei handelt es sich um isolierte Behälter, die Heizungs- oder Trinkwasser beinhalten. Die Flüssigkeit erwärmt sich, wenn die Sonne scheint, und die Wärme wird bis zum Bedarf im Haus bevorratet. Auf diese Weise können Hausbesitzer Solarwärme sogar nachts nutzen.
Übrigens
Manchmal reicht die Wärme der Sonne auch nicht aus, um den Bedarf im Haus zu decken. Um Hausbesitzer zuverlässig mit Energie versorgen zu können, kommen ebenfalls Solarregler zum Einsatz. Die Bauteile überwachen die Speichertemperatur und schalten eine zusätzliche Heizquelle (zum Beispiel eine Gasbrennwerttherme) zu, wenn der Energievorrat nicht mehr ausreicht.
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