Der Kollektor
Eine der wichtigsten Komponenten eines solaren Heizsystems ist der Solarkollektor.
Der Solarkollektor wird auf dem Dach installiert und "erntet" die von der Sonne zur Verfügung gestellte Energie und wandelt sie in Wärme um.
Moderne Kollektoren benötigen nicht zwingend direkte Sonneneinstrahlung, deshalb ist die Installation prinzipiell auf jedem Dach möglich, es muss aber vorher immer von einem Fachmann begutachtet werden, um eine qualifizierte Aussage treffen zu können.
Bei solaren Heizsystemen unterscheidet man zwischen Flachkollektoren und Röhrenkollektoren. Bei Röhrenkollektoren unterscheidet man nochmal zwischen Vollvakuum und Teilvakuumröhren.
Der Aufbau von Solarkollektoren
Es gibt im wesentlichen nur drei unterschiedliche Kollektorarten, den Flachkollektor, die Teilvakuumröhren und Vollvakuumröhrenkollektoren. Diese unterscheiden sich hauptsächlich durch ihre Isolation welche dann die Form des Kollektors bestimmt und natürlich die Leistung.
Der Flachkollektor
Der Flachkollektor ist nur durch eine schicht Mineralwolle nach unten wärmeisoliert, nach oben kann die gewonnene Wärme fast ungehindert über die Luft zur Glasscheiben und von dort aus in die Umgebung abgegeben werden, das ist ein ähnlicher effekt wie bei alten Fensterscheiben, Wärme geht ungenutzt verloren.
Deshalb haben Flachkollektoren einen geringeren Wirkungsgrad. Das merkt man vorallem in den kälteren Monaten wo man Wärme benötigt. Dieser kann auch durch größere Flachkollektorflächen nicht ausgeglichen werden.
Die Teilvakuumröhre
Die Teilvakuumröhre ist wie eine Thermoskanne aufgebaut. Man bezeichnet dies Art von Röhre auch Allglas oder CPC Röhre.
Durch die Vakuumschicht die sich zwischen dem Doppelglas befindet (wie bei einer Thermoskanne) wird die gewonnene Wärme in der Röhre gehalten. Da die Vakuumschicht den Absorber umschließt ist die Teilvakuumröhre besser isoliert und kann bei geringeren Außentemperaturen mehr nutzbare Wärme produzieren.
Die Vollvakuumröhre
Die Vollvakuumröhre ist der Ursprung der Röhrenkollektoren. Hier befindet sich das Absorberblech im Vakuum. Dadurch kann keine Wärme durch die Luft abtransportiert werden und somit ist die Vollvakuumröhre die effizienteste Röhre. Das Vakuum hat einen weiteren Vorteil, durch die abwesenheit von Wasser und Sauerstoff altert das Absorberblech viel langsamer als bei Flachkollektor und der Teilvakuumröhre.
Die Vollvakuumröhre ist von der Produktion am anspruchsvollsten, weshalb es nur wenige vertrauenswürdige Hersteller gibt die dieses Verfahren seit Jahrzehnten beherschen.
Der Kollektorvergleich
Im Vergleichsdiagramm werden die Unterschiede deutlich.
Der Röhrenkollektor bringt eine konstantere Leistung, vor allem in den kälteren Monaten, in denen mehr Wärme benötigt wird, kommen die Vorteile der Vakuumisolation zum Tragen.
In den warmen Sommermonaten hat der Flachkollektor eine höhere Leistung, da die geringere Isolationswirkung die Erwärmung verstärkt. Die höhere Leistung im Sommer hat jedoch kaum Auswirkung auf die Ersparnis, da im Sommer weniger Wärme zum heizen benötigt wird.
Die Teilvakuumröhre hat ihre Leistungskurve zwischen Vollvakuum und Flachkollektor.
In Ländern mit hohen Temperaturunterschieden zwischen Sommer und Winter, so wie in Deutschland, hat ein Röhrenkollektor gegenüber eines Flachkollektors große Vorteile .