Solarthermie
Solarthermie bezeichnet die thermische Nutzung von Sonnenenergie zur Erzeugung von Wärme für Heizung, Warmwasser und industrielle Prozesse. Anders als Photovoltaik, die Sonnenlicht in Strom umwandelt, nutzt Solarthermie die Strahlungswärme der Sonne direkt.
Solarkollektoren auf dem Dach oder auf geeigneten Freiflächen nehmen die Sonnenstrahlung auf und übertragen die Wärme auf eine Solarflüssigkeit. Diese Solarflüssigkeit zirkuliert in einem geschlossenen Kreislauf und transportiert die Wärme über einen Wärmetauscher in einen Pufferspeicher. Von dort steht sie für die Warmwasserbereitung oder zur Heizungsunterstützung zur Verfügung.
Solarthermie kurz erklärt
- Wandelt Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser um.
- Hauptkomponenten: Kollektoren, Solarkreislauf, Pufferspeicher, Regelungstechnik.
- Wirkungsgrad 50–85%, solarer Deckungsgrad Warmwasser 50–65%.
- Kosten 6.000–11.000 € (EFH), Förderung bis 70% möglich.
- Amortisation 15–20 Jahre, Lebensdauer 20–25 Jahre
Fakten zur Solarthermie
In Deutschland gibt es 61 solare Wärmenetze mit einer Bruttokollektorfläche von 173.275 Quadratmetern und einer installierten Leistung von etwa 121 Megawatt (Stand März 2025). Mit der erwarteten Inbetriebnahme einer großen Solarthermieanlage in Leipzig mit 65.000 Quadratmetern Kollektorfläche wird sich die installierte Gesamtfläche nahezu verdoppeln. Große Solarthermieanlagen können Wärme für Wärmenetze zu Kosten von 3 bis 5 Cent pro Kilowattstunde bereitstellen. Der Wirkungsgrad moderner Anlagen liegt je nach Einsatzzweck zwischen 50 und 85 Prozent¹.
So funktioniert Solarthermie
- Kollektoren fangen Sonnenstrahlung ein
- Solarflüssigkeit im Kollektor nimmt Wärme auf
- Solarpumpe transportiert die erwärmte Flüssigkeit über isolierte Leitungen
- Wärmetauscher überträgt die Wärme in den Pufferspeicher, ohne Kreisläufe zu mischen
- Wärme steht im Speicher zeitversetzt für Warmwasser und Heizungsunterstützung bereit
- Abgekühlte Solarflüssigkeit fließt zurück zum Kollektor, der Kreislauf beginnt erneut
Welche Kollektorarten gibt es?
Kollektortyp | Typische Nutzung | Temperaturbereich | Wirkungsgrad / Eigenschaften |
Flachkollektor | Warmwasser, Heizungsunterstützung | 20–80 °C | Optischer Wirkungsgrad 66–86 %, weit verbreitet |
Vakuumröhrenkollektor | Höhere Temperaturen, ungünstiges Wetter, diffuses Licht | effizient bei hohen Absorbertemperaturen | Optischer Wirkungsgrad 62–84 %, geringere Wärmeverluste |
Unverglaster Absorber | Niedrige Temperaturen (z. B. Schwimmbad) | bis 40 °C | Sehr hoher Konversionsfaktor, aber hohe Wärmeverluste |
Luftkollektor | Lüftungs-/Klimatechnik | 20–50 °C | Wirkungsgrad 75–90 %, erwärmt Luft |
Parabolrinne | Industrielle Prozesswärme | 100–250 °C | Bündelt Sonnenlicht über Spiegel |
Warum braucht es für die Nutzung einen Pufferspeicher?
Ein Pufferspeicher ist wichtig, weil Erzeugung und Bedarf zeitlich nicht zusammenfallen. Typisch sind Speicher mit 200 bis 1.000 Litern, die gedämmt sind und Wärmeverluste minimieren. Die Wärme wird geschichtet gespeichert, sodass oben heißes und unten kühleres Wasser vorliegt. Als Faustregel nennt der Text:
- Flachkollektoren: etwa 50 Liter pro m² Kollektorfläche
- Vakuumröhrenkollektoren: 60–70 Liter pro m² Kollektorfläche