Aqua Solar verbindet Solartechnologie mit Wassererwärmung. Erfahren Sie alles über solarthermische Systeme und deren Einsatzmöglichkeiten im Überblick.
Aqua Solar steht als Konzept für die Verbindung von Solartechnologie und Wassererwärmung. Solarthermische Systeme nutzen die Wärme der Sonne, um Wasser zu erhitzen – sei es für den täglichen Warmwasserbedarf, die Heizungsunterstützung oder sogar die Schwimmbadbeheizung. Diese Technologie ist seit Jahrzehnten erprobt und bietet eine effiziente Möglichkeit, fossile Brennstoffe einzusparen.
Das Grundprinzip einer solarthermischen Anlage ist einfach und elegant. Kollektoren auf dem Dach absorbieren die Sonnenstrahlung und wandeln sie in Wärme um. Eine Wärmeträgerflüssigkeit – in der Regel ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel – zirkuliert durch die Kollektoren und nimmt die Wärme auf. Über einen Wärmetauscher wird diese Wärme an den Warmwasserspeicher übertragen, wo sie für den späteren Gebrauch bereitsteht. Eine Umwälzpumpe und eine Steuerungseinheit sorgen dafür, dass die Anlage effizient arbeitet und der Speicher optimal geladen wird.
Es gibt zwei Haupttypen von Solarkollektoren, die bei Aqua-Solar-Systemen zum Einsatz kommen. Flachkollektoren bestehen aus einem wärmedämmenden Gehäuse mit einer Absorberplatte und einer transparenten Abdeckung. Sie sind die verbreitetste Bauform und bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Röhrenkollektoren, auch Vakuumröhrenkollektoren genannt, bestehen aus parallel angeordneten Glasröhren, in denen sich die Absorber befinden. Das Vakuum in den Röhren minimiert Wärmeverluste und macht Röhrenkollektoren besonders effizient bei niedrigen Außentemperaturen und diffuser Strahlung.
Für die reine Warmwasserbereitung wird in einem typischen Vierpersonenhaushalt eine Kollektorfläche von 4 bis 6 Quadratmetern und ein Speichervolumen von 300 bis 400 Litern empfohlen. Mit einer solchen Anlage können im Jahresverlauf etwa 50 bis 65 Prozent des Warmwasserbedarfs solar gedeckt werden. In den Sommermonaten wird die Warmwasserbereitung nahezu vollständig von der Solaranlage übernommen, während in den Wintermonaten eine konventionelle Nachheizung erforderlich ist.
Soll die Solaranlage zusätzlich die Raumheizung unterstützen, muss die Kollektorfläche deutlich größer dimensioniert werden. Für ein gut gedämmtes Einfamilienhaus werden 10 bis 15 Quadratmeter Kollektorfläche und ein Pufferspeicher mit 800 bis 1.500 Litern Volumen empfohlen. Die solare Deckungsrate für den kombinierten Warmwasser- und Heizbedarf liegt bei einer solchen Anlage bei etwa 20 bis 30 Prozent. Eine vollständige solare Deckung des Heizbedarfs ist in Mitteleuropa aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung im Winter nicht wirtschaftlich darstellbar.
Ein besonders attraktives Einsatzgebiet für Aqua-Solar-Systeme ist die Schwimmbadbeheizung. Schwimmbäder haben einen hohen Wärmebedarf, der zeitlich gut mit dem Solarangebot korreliert – die Nutzungszeit des Pools fällt in die sonnenreichen Monate. Einfache Schwimmbadabsorber ohne Abdeckung und Dämmung sind kostengünstig und effektiv. Sie können die Badezeit um mehrere Wochen verlängern und die Wassertemperatur um 3 bis 5 Grad Celsius erhöhen.
Die Integration eines Aqua-Solar-Systems in ein bestehendes Heizsystem erfordert eine sorgfältige Planung. Die Solarthermieanlage muss hydraulisch in den Heizkreislauf eingebunden werden, was in der Regel die Installation eines bivalenten Speichers oder eines separaten Solarspeichers erfordert. Die Regelungstechnik muss sicherstellen, dass die Solaranlage Vorrang vor dem konventionellen Heizkessel hat und die Nachheizung nur dann aktiviert wird, wenn die Solarleistung nicht ausreicht.
Im Vergleich zur Photovoltaik hat die Solarthermie einige Vor- und Nachteile. Der Flächenwirkungsgrad von Solarthermiekollektoren ist höher als der von PV-Modulen – bis zu 80 Prozent der einfallenden Strahlung werden in nutzbare Wärme umgewandelt. Allerdings ist die erzeugte Wärme weniger flexibel nutzbar als Strom und kann nicht gespeichert oder ins Netz eingespeist werden. In vielen Fällen ist es wirtschaftlich sinnvoller, die Dachfläche für Photovoltaik zu nutzen und die Warmwasserbereitung über eine Wärmepumpe mit Solarstrom zu betreiben.
Die Kosten für eine Aqua-Solar-Anlage zur Warmwasserbereitung liegen bei etwa 3.000 bis 6.000 Euro für ein Einfamilienhaus. Eine Anlage mit Heizungsunterstützung kostet aufgrund der größeren Kollektorfläche und des größeren Speichers etwa 8.000 bis 12.000 Euro. Förderprogramme des Bundes und der Länder können die Investitionskosten deutlich reduzieren. Die Amortisationszeit hängt vom ersetzten Energieträger ab und liegt typischerweise bei 10 bis 15 Jahren.
Die Wartung einer solarthermischen Anlage ist vergleichsweise gering. In der Regel genügt eine jährliche Überprüfung der Anlage, bei der der Frostschutz und der Druck der Wärmeträgerflüssigkeit kontrolliert, die Funktion der Pumpe und der Regelung geprüft und die Kollektoren auf Beschädigungen untersucht werden. Alle fünf bis sieben Jahre sollte die Wärmeträgerflüssigkeit erneuert werden, da sie mit der Zeit ihre Eigenschaften verliert.
Abschließend lässt sich festhalten, dass Aqua-Solar-Systeme eine bewährte und zuverlässige Technologie zur Nutzung der Sonnenenergie für die Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung darstellen. Obwohl die Photovoltaik in vielen Anwendungsfällen die wirtschaftlichere Alternative ist, hat die Solarthermie in bestimmten Szenarien durchaus ihre Berechtigung und kann einen wertvollen Beitrag zur Reduktion des Energieverbrauchs leisten.