Solarkollektoren – zentrale Komponente der Solaranlage

Solarkollektoren – zentrale Komponente der Solaranlage

Sowohl zur Wärmegewinnung als auch zur Stromerzeugung stehen unterschiedlich leistungsfähige Module zur Verfügung

Die Solarkollektoren sind die wesentlichen Komponenten einer Solaranlage. Das gilt sowohl für die Wärmegewinnung (Solarthermie) zur Unterstützung der Zentralheizung als auch für die Stromerzeugung (Photovoltaik). Der jeweilige Anschaffungspreis hat auch Auswirkungen auf die Leistung im späteren Betrieb. Grundsätzlich lassen sich mit allen Arten von modernen Solarkollektoren gute Ergebnisse erzielen. Wer jedoch etwas mehr investiert, kann sich in der Regel auch über höhere Erträge freuen. Generell steigern Hauseigentümer mit einer Solaranlage immer auch den Wert ihrer Immobilie.

Flachkollektoren oder Röhrenkollektoren
Bei der Solarthermie, also warmes Wasser und Heizwärme, unterscheidet man zwischen zwei Hauptgruppen: den Flachkollektoren und den Vakuum-Röhrenkollektoren. In Deutschland sind die Flachkollektoren am weitesten verbreitet – das liegt nicht alleine am Preis, sondern auch am Design. Neben der Funktionalität legen die Hersteller seit einigen Jahren größeren Wert auf die Optik. Flachkollektoren punkten zudem mit ihrer robusten Konstruktion und hohen Wirkungsgraden. Über einen sogenannten Absorber aus Kupfer geben sie die Wärme der Sonne an ein spezielles Fluid ab, das den Kollektor in einem mäanderartigen Leitungssystem durchströmt. Diese Wärme erhitzt dann das Wasser in einem Pufferspeicher im Heizungskeller. Bei extrem starker Sonneneinstrahlung im Sommer sorgen spezielle Mechanismen dafür, dass das System nicht überhitzt.

Vakuum-Röhrenkollektoren eignen sich insbesondere bei schwierigen Dachgeometrien, einer ungünstigen Dachausrichtung ober einer begrenzten Dachfläche. Sie sind in der Anschaffung etwas teurer als Flachkollektoren, gewinnen aber auf der gleichen Fläche mehr nutzbare Wärme. Die einzelnen Röhren bestehen aus einer doppelten Außenwand mit einem Vakuum. Dieses Prinzip, das von der Thermoskanne bekannt ist, minimiert die Wärmeverluste und trägt dazu bei, dass möglichst viel Wärme in das System übertragen wird. Weitere Bestandteile der Vakuum-Röhrenkollektoren sind der Absorber und ein Kältemittel, das unter Sonneneinstrahlung verdampft. Auch bei dieser Technologie wird die Solarwärme auf eine Solarflüssigkeit übertragen, die wiederum das Trinkwasser erwärmt und Heizwärme liefert.

Neben diesen beiden Hauptgruppen der Solarkollektoren zur Wärmegewinnung sind am Markt auch Sonderformen erhältlich. Vakuumflachkollektoren ähneln in ihrem Aufbau den Flachkollektoren, in ihrem Inneren besteht allerdings nahezu ein Vakuum. Dieses Prinzip reduziert Wärmeverluste. Spezielle Schwimmbadkollektoren wurden für Bäder und Pools entwickelt, sie sind für eine niedrigere, dafür aber konstante Temperatur ausgelegt.

Monokristalline oder polykristalline Solarzellen
Bei der Photovoltaik zur Stromerzeugung sind mehrere Solarmodule mit vielen einzelnen Solarzellen zusammengeschaltet. Hier unterscheidet man zwischen zwei Hauptgruppen: monokristalline Solarzellen und polykristalline Solarzellen.

Monokristalline Solarzellen aus dem Halbleiter Silizium erreichen sehr hohe Wirkungsgrade. Hauseigentümer, die sich für diese Lösung entscheiden, müssen etwas tiefer in die Tasche greifen, denn die Herstellung ist relativ aufwändig. Sie werden aus homogenen Kristallstäben gesägt und haben deshalb eine gleichförmige Struktur. Durch ihren höheren Wirkungsgrad empfiehlt sich der Einsatz auf Dächern mit einer nicht optimalen Ausrichtung oder einer geringen Fläche. Im Gegensatz dazu sind polykristalline Solarzellen etwas günstiger in der Anschaffung – dieser Vorteil geht allerdings zu Lasten der geringeren Wirkungsgrade. Hierzulande sind sie dennoch weit verbreitet. Der Ausgangsstoff für polykristalline Zellen sind inhomogene Kristallblöcke, die für die weitere Verwendung entsprechend bearbeitet werden.