Eine Dachschräge von 45 Grad nach Süden ist optimal

Flachkollektoren nehmen am meisten Energie auf, wenn die Sonne senkrecht einstrahlt. Am besten wären deshalb Kollektoren, die dem wechselnden Stand der Sonne folgen. In der Praxis ist dies zu aufwendig. Man begnügt sich mit einer starren Montage. Die damit verbundenen Einbußen halten sich in Grenzen, da Sonnenkollektoren auch das diffuse Licht verwerten können, das durch Reflexion in der Atmosphäre und an der Erdoberfläche entsteht. Allerdings sollte das Dach möglichst nach Süden ausgerichtet sein und eine Schräge von 30 bis 60 Winkelgraden aufweisen. Am günstigsten ist in unseren Breiten eine Schräge von etwa 45 Grad. Bei Abweichungen von der Südlage oder der optimalen Schräge muß der Kollektor etwas größer dimensioniert werden, um dieselbe Leistung erbringen zu können. Zum Beispiel reduziert sich der Energiegewinn bei der Ausrichtung nach Südosten um etwa sechs Prozent und bei einer Dachneigung von nur 30 Winkelgraden um etwa drei Prozent. Eine Ausnahme bilden Vakuumröhrenkollektoren, bei denen die einzelnen Röhren sich so drehen lassen, daß entweder die Abweichung von der Südlage oder eine mangelnde Neigung des Daches kompensiert werden.

Hauptsache, die Richtung und die Neigung stimmen: Dieser Kollektor wurde auf ebener Erde im Garten installiert.

Temperaturfühler am Kollektor setzt Pumpe in Gang

Mit Ausnahme von Thermosiphon-Anlagen und Speicherkollektoren brauchen alle Anlagen eine Pumpe mit Regeltechnik, damit das Wasser-Glykol-Gemisch, das im Primärkreislauf als Wärmeträger dient, zwischen Kollektor und Wärmeaustauscher zirkulieren kann. Die Pumpe tritt jeweils dann in Aktion, wenn die Temperatur am Kollektor um etliche Grade über der Temperatur des Wassers liegt, das erwärmt werden soll. Der Stromverbrauch der Pumpe hängt von der Leistung ab, die sie erbringen muß, um das Wasser-Glykol-Gemisch durch die Rohrleitungen zwischen dem Kollektor und dem Wärmeaustauscher im Speicher zu pressen: Ein zu kleiner Leitungsquerschnitt bewirkt unnötigen Stromverbrauch; ein zu großer Leitungsquerschnitt verursacht unnötige Materialkosten und Wärmeverluste. Es gilt also, beides gegeneinander abzuwägen. Für die Versorgung eines Einfamilienhauses wird bei Kupferrohren im allgemeinen ein Leitungsquerschnitt von 15 bis 18 Millimeter die beste Lösung sein.

Alle Leitungen müssen gut gegen Wärmeverlust gedämmt sein

Es versteht sich, daß alle Rohrleitungen gut gedämmt sein müssen, um unnötige Wärmeverluste zu vermeiden. Besonders gilt das für den Primärkreislauf. Die Rohrleitung zwischen Kollektor und Wärmeaustauscher/Speicher sollte eine Distanz von etwa 30 Metern nicht überschreiten, weil sonst neben wachsenden Wärmeverlusten auch Regelprobleme auftreten.

Hohe Stillstands-Temperaturen

Wenn kein Wasser entnommen und deshalb auch keine Wärme abgeführt wird, können Kollektoren sehr heiß werden. Mit Flachkollektoren lassen sich Stillstands-Temperaturen bis 180°C erreichen. Mit Vakuum-Röhren sind bis 230°C und unter Ausnutzung aller sonstigen technischen Möglichkeiten sogar noch höhere Temperaturen möglich. Da sich Wasser je nach Erwärmung ausdehnt, muß im Primärkreislauf ein Ausdehnungsgefäß vorhanden sein. Ferner braucht man für alle Fälle ein Sicherheitsventil, das sich bei dennoch auftretendem Überdruck öffnet.

Im Sekundärkreislauf von Flachkollektoren hat das Wasser eine Temperatur von maximal 70 bis 85°C. Bei größeren Anlagen mit einem Speicher von über 400 Litern muß das Wasser einmal wöchentlich auf mindestens 60° aufgeheizt werden. Damit soll der Bildung sogenannter Legionellen entgegengewirkt werden, die sich besonders gut im Temperaturbereich von 25°C bis 55°C vermehren und die "Legionärskrankheit" verursachen können, wenn - wie beim Duschen - das Wasser zerstäubt und in Form feinster Tröpfchen inhaliert wird. Das Legionellen-Problem hat ansonsten aber überhaupt nichts mit der Solartechnik zu tun, sondern betrifft jede Art von Warmwasser-Versorgung.

Alles in allem bieten Warmwasser-Kollektoren eine umweltfreundliche Alternative zu konventionellen Energiequellen, mit denen sie unter besonders günstigen Umständen auch preislich konkurrieren können (zumal die relativ niedrigen Öl- und Gaspreise eines Tages auch wieder nach oben gehen könnten). Wenn eine mehrköpfige Familie mit Warmwasser zu versorgen ist und die notwendigen baulichen Voraussetzungen vorhanden sind, ist eine solche Anlage für den umweltbewußten Hausbesitzer eine attraktive Alternative.

Im Winter fällt der solare Deckungsgrad stark ab

Die untenstehende Grafik zeigt die solare Deckungsrate einer Anlage mit einem Tagesverbrauch von 250 Litern im Jahresverlauf: Während im Sommer fast 100 Prozent erreicht werden, fällt sie im Winter unter zehn Prozent. Höhere Deckungsraten wären sicher möglich, doch würde sich der materielle und finanzielle Aufwand wahrscheinlich nicht lohnen. Um eine Überdimensionierung der Anlage und überhöhte Gesamtkosten zu vermeiden, muß deshalb ab einem bestimmten Punkt die Zusatzheizung einspringen.