Solarwärme: Mit der Sonne kostenlos das Eigenheim heizen

Solaranlage auf dem Dach erzeugt Solarwärme
Heizen mit der Sonne wird technisch auf zwei Arten umgesetzt. Entweder wird die Wärmeenergie direkt ausgebeutet oder über den Umweg der Stromerzeugung wieder zu Wärme verwandelt. Mit Strom betriebene Heizsysteme speisen sich aus einer Fotovoltaik-Anlage. Um die Solarwärme für Eigenheime direkt zu nutzen, wird die Solarthermie eingesetzt. Im Sprachgebrauch werden Solarmodule oder Paneele der Stromerzeugung und Kollektoren der Solarthermie zugewiesen.

Erstes Qualitätsmerkmal eines Anbieters, Händlers oder Installateurs ist die klare Unterscheidungsfähigkeit.

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Bei einer mit Solarstrom betriebenen Wärmepumpenheizung oder einem anderen strombetriebenen Wärmeausgabegerät handelt es sich auch um indirekte Solarwärme. Sie hat nichts mit der Sonnenwärme zu tun.

Das Funktionsprinzip der Sonnenwärmeanlage

  1. Zuerst wird die Solarwärme eingefangen. Die Sonnenkollektoren bestehen aus dunklen Oberflächen, die absorbierend wirken. Die aufgetroffenen Strahlen erwärmen die obere Schicht. In den Platten sind feine Röhrchen eingearbeitet, die als „Erntehelfer“ fungieren.
  2. Sie leiten die Wärme in ein angeschlossenes Zirkulationssystem.
  3. Durch die Solarleitungen transportiert sich durch eine Trägerflüssigkeit die Wärme zu einem Speicher.
  4. Mit der Hilfe eines Wärmetauschers wird die Wärme in den Speicher übertragen.
  5. Das Zirkulationssystem wird zur Optimierung der Übertragung von einer Pumpe unterstützt.
  6. Die im Speicher angekommene Wärme wird je nach Menge und Nutzungsart in einen Heizkreislauf, eine Brauchwasseranlage oder in beides abgegeben.

Unregelmäßige Solarwärme regelmäßig nutzbar machen

Zentraler Faktor für den praktischen Nutzwert ist das Bereitstellen von permanent abrufbarer Wärme trotz der Unregelmäßigkeit der Sonneneinstrahlung.

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Solarwärme speichern war lange und ist bis heute die schwierigste Aufgabe, um diese Herausforderung wirtschaftlich und komfortabel zu lösen.
Die Entwicklung von technischen Speicherverfahren hat vor allem die optimale Dämmungssituation und die physikalisch vorteilhafteste Wärmebevorratung verfolgt. Physikalische und thermische Gesetzmäßigkeiten von der Molekülreaktion unterschiedlicher Hilfsstoff bis zur Schwerkraft haben zu immer effektiveren Aufbewahrungsarten geführt.

Schichtenspeicher nutzen den Umstand aus, dass nicht immer ein kompletter Speicherinhalt auf Höchsttemperatur gehalten werden muss. In den Zirkulations- und Speichersystemen auftretende Temperaturdifferenzen führen technische Lösungen zur Verlängerung der Wärmeabflussraten. Die Hersteller und Industrie von Dämmstoffen perfektionierten die Wärmeleitwerte der eingesetzten Kunststoffe und natürlich dämmenden Substanzen.

Liefermenge und Lieferstopps

Bei der Nutzung in privaten Haushalten wird die Solarwärme über Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren eingefangen. Die meist auf Hausdächern montierten dunklen Kollektoren sind einige Zentimeter dick. Jeder Kollektor liefert eine Höchstmenge an Wärme und entsprechend dem Sonnenschein abgestufte Mengen.

Die Empfindlichkeit moderner Solarmodule erlaubt Restausbeuten auch bei diffusem Licht, sodass komplette Lieferstopps gänzlich ohne Wärmelieferung nur bei Dunkelheit, an bewölkten und bedeckten Tagen und während Niederschlägen eintreten.

Für die Versorgung eines Einfamilienhauses mit 4 Personen im Haushalt werden Kollektorflächen ab etwa 6 Quadratmeter benötigt. Die Leistungsfähigkeit ist auch von der regionalen Lage abhängig. Die sonnenreichsten Gegenden in Deutschland liefern bis zum Doppelten des „Rohstoffs“ Solarwärme als klimatisch benachteiligte Regionen. Im Privatbereich führt die Nutzung der Sonnenwärme die Liste der regenerativen Energiegewinnungsarten an, was auch an vielen Förderprogrammen unterschiedlicher Institutionen liegt.