Anfänge

Flachkollektorenprinzip
Die historischen Wurzeln des Flachkollektorenprinzips gehen auf den Schweizer Naturforscher de Saussure zurück, der um 1767 eine gläserne „Hitzekiste“ entwickelte, die als Vorläufer des heutigen Flachkollektorenprinzips gelten könnte. Darauf aufbauend schuf der französische Ingenieur Augustin Mouchot durch die Kombination des Kollektor-Prinzips mit lang bekannten Brennspiegeln die ersten konzentrierende Kollektoren, die mit hohen Temperaturen Wasser in Dampf verwandeln und damit Dampfmaschinen antreiben konnten.

Vakuum-Röhrenkollektoren
Die historischen Wurzeln der Vakuum-Röhrenkollektoren gehen auf die Erfindung der Thermoskanne zurück. Der schottische Physiker James Dewar erfand 1893 ein doppelwandiges Gefäß mit einem vakuumisolierten Zwischenraum – die Thermoskanne.
Basierend auf dem Prinzip der Thermoskanne entwickelte bereits im Jahre 1909 Emmet Vakuum-Röhren um Sonnenenergie nutzbar zu machen. Seine Patente aus dieser Zeit bilden auch heutzutage noch die Grundlage für modernste Vakuum-Röhrentechnik.

Kollektorensysteme

Das Herzstück einer thermischen Solaranlage ist der Kollektor. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Flachkollektoren und Vakuum-Röhrenkollektoren.

Flachkollektoren
Ein Flachkollektor besteht aus einem selektiv beschichteten Absorber, der zur Absorption („Aufnahme") der einfallenden Sonnenstrahlung und ihrer Umwandlung in Wärme dient. Zur Minimierung von thermischen Verlusten wird dieser Absorber in einen wärmegedämmten Kasten mit transparenter Abdeckung (meistens Glas) eingebettet. Die in den Absorber integrierten Rohre werden auch hier von dem oben beschriebenen Wärmeträgermedium durchströmt.

Vakuum-Röhrenkollektoren
Ein Vakuum-Röhrenkollektor besteht aus aneinander gereihten Glasröhren. Diese Glasröhren sind vakuumisoliert, hochreflektierend und witterungsbeständig verspiegelt. Innerhalb dieser Glasröhren verlaufen mit einem Wärmeträgermedium, normalerweise ein Gemisch aus Wasser und ökologisch unbedenklichem Frostschutzmittel, gefüllte Rohrschleifen, die zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in Wärme dienen.

Vorteile

Flachkollektoren

• Preisgünstig
• Vielfache Montagemöglichkeiten
• Harmonische Dachintegration möglich

Vakuumröhrenkollektoren

• Höherer Wirkungsgrad, besonders bei niedriger Einstrahlung (z.B. im Winter)
• Interessante Optik
• Bei einigen Fabrikaten ist der Austausch einzelner Elemente möglich

Speichertechniken

Zu einer thermischen Solaranlage gehört neben dem Herzstück Kollektor auch die Speichertechnik. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Solarwarmwasserspeicher und Solar-Kombispeicher.

Solarwarmwasserspeicher
Der Solarwarmwasserspeicher ist größer als konventionelle Warmwasserspeicher damit er die Solarwärme 2 – 3 Tage vorhalten kann. Er ist hoch und schlank gebaut, wodurch sich Wasserschichten unterschiedlicher Temperaturniveaus bilden. Das warme Wasser ist leichter, steigt daher nach oben und steht im oberen Teil des Speichers zur Nutzung bereit. Wird es entnommen, strömt unten kaltes Wasser nach, das erwärmt wird und dann wieder nach oben steigt.
Über den unteren Wärmetauscher wird die Solarwärme auf das Trinkwasser übertragen. Wenn die Temperatur im oberen Speicherteil nicht hoch genug ist, wird das Trinkwasser über den oberen Wärmetauscher vom Heizkessel auf die gewünschte Temperatur erwärmt.

Solar-Kombispeicher
Der Solar–Kombispeicher bietet als Premium–Solarspeicher höchste Effizienz. Eine 120mm–Dämmung, mit Melaminharz in Boden und Deckel und Wärmedämmmanschetten an den Anschlüssen minimieren die Wärmeverluste. Die besonders hygienische Trinkwassererwärmung nach dem Frischwasserprinzip gehört bei den Kombispeichern zur Grundausstattung. Die Schichtentechnik ermöglicht eine effektive Einspeisung der Solarerträge. Durch Hochleistungswärmetauscher bieten die Kombispeicher eine besonders hohe Schüttleistung und eignen sich deshalb auch für die Kombination mit einer Wärmepumpe.