Solarkollektoren: Alle Arten im
Überblick mit Vor- und Nachteilen

ModernisierungsCheck: Solaranlage prüfen

Finden Sie heraus, ob sich eine Solarthermieanlage für Ihr Gebäude lohnt – und was Sie sonst noch für weniger Kosten und mehr Komfort tun können:

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Welche Funktion haben Solarkollektoren?

Um aus Sonnenstrahlen Wärme zu gewinnen, brauchen Hauseigentümer drei Dinge: einen Solarspeicher, eine Steuerungseinheit und Solarkollektoren. Darin sammelt ein so genannter Absorber die Wärme und gibt sie an ein Wärmeträgermedium ab. Bei den meisten Solarkollektoren ist das ein Wassergemisch. So einfach, so genial. Allerdings gibt es auf dem Markt verschiedene Arten von Solarkollektoren, aus denen der Verbraucher wählen muss. Diese Übersicht stellt Ihnen das Qualitätslabel „Solar Keymark“ und die wichtigsten Solarkollektoren vor: vom weit verbreiteten Flachkollektor über den Röhrenkollektor bis hin zu Nischenvarianten wie dem Hybridkollektor oder dem Luftkollektor.

Was sind die Vor- und Nachteile von Flachkollektoren?

Der größte Vorteil von Flachkollektoren ist ihr oft gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Flachkollektoren lassen sich einfach und schnell aufbauen. Sie können vollständig ins Dach integriert werden, so dass sie fast wie Dachfenster aussehen. Zudem sind Flachkollektoren robust und langlebig und erreichen einen relativ hohen Wirkungsgrad. Auch die Reinigung ist einfacher.

Ein Nachteil von Flachkollektoren ist der im Vergleich zu Röhrenkollektoren höhere Platzbedarf.

Röhrenkollektoren einfach erklärt

Röhrenkollektoren beziehungsweise Vakuumröhrenkollektoren sind ebenfalls stark am Markt vertreten: Etwa 10 Prozent aller Solarthermieanlagen in Deutschland setzen auf diesen Typ des Solarkollektors. Wie eine Thermoskanne halten sie die Wärme in ihrem Inneren und verhindern, dass die eingefangene Sonnenwärme verloren geht. Vakuum ist ein besonders guter Wärmeisolator. Deswegen ist ein Röhrenkollektor meist leistungsfähiger als ein Flachkollektor – aber auch etwa 30 Prozent teurer. Röhrenkollektoren bestehen aus einer Röhre in U-Form oder mehreren nebeneinander angebrachten Röhren aus robustem Glas. Das Vakuum befindet sich, je nach Bauart, in den Röhren oder dazwischen.

Ein Röhrenkollektor kann wesentlich höhere Betriebstemperaturen als ein Flachkollektor erreichen und damit mehr Energie für das Wasser und die Heizung zur Verfügung stellen. Ein Röhrenkollektor wiegt meist zwischen 11 und 20 kg/m2. Er kann einen Wirkungsgrad von über 90 Prozent erreichen.

Für eine Solarthermieanlage für Warmwasser wird pro Person etwa 1 m2 Kollektorfläche benötigt; bei einer Solarthermieanlage für Warmwasser und Heizung sind es 2 m2.

Was sind die Vor- und Nachteile von Röhrenkollektoren?

Der wesentliche Vorteil von Röhrenkollektoren ist ihr sehr hoher Wirkungsgrad. Auch im Winter, bei diffusem Licht oder wenn das Dach nicht optimal nach Süden ausgerichtet ist, erzielen Röhrenkollektoren einen vergleichsweise hohen solaren Ertrag. Zudem erreichen Röhrenkollektoren im Schnitt höhere Temperaturen als Flachkollektoren. Deshalb können sie besonders gut zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden. Röhrenkollektoren sind vergleichsweise platzsparend. Ob Flachdach, Fassade oder Balkon: Die Montage ist einfach möglich – entweder als kompletter Kollektor oder Röhre für Röhre.

Ein Nachteil von Röhrenkollektoren ist ihr vergleichsweise hoher Preis. Je nach Anwendungsfall wiegt der hohe Wirkungsgrad diese höheren Anschaffungskosten jedoch wieder auf. Die Technik der Röhrenkollektoren ist empfindlicher als bei Flachkollektoren. Außerdem sind Röhrenkollektoren nicht vollständig in das Dach integrierbar.

Was sind die Vor- und Nachteile von Luftkollektoren?

Der größte Vorteil von Luftkollektoren ist, dass sie im Vergleich zu Flach- und Röhrenkollektoren besonders kostengünstig und wartungsarm sind. Das liegt vor allem am Wärmeträger: der Luft. Anders als viele Solarflüssigkeiten kann Luft im Winter nicht einfrieren. Ist es im Sommer sehr heiß, beginnt sie nicht zu kochen oder zu verdampfen. Und wenn sich ein Leck in der Anlage befindet, läuft nichts aus – es entweicht lediglich warme Luft. Ein weiterer Vorteil: Luftkollektoren sind reaktionsschneller als viele andere Kollektoren und arbeiten bereits bei niedrigen Temperaturen sehr gut. Damit steht schnell Wärme zur Verfügung. Durch die ständige Luftzufuhr entsteht zudem ein gutes Raumklima.

Doch die Luft als Wärmeträger zu nutzen, hat auch Nachteile. Zwar speichert Luft die Wärme schnell – aber sie gibt die Wärme auch schnell wieder ab. Deshalb muss die gewonnene Solarwärme auf Wasser übertragen werden, wenn sie gespeichert werden soll. Das ist aufwendiger als bei Flach- oder Röhrenkollektoren. Außerdem geht ein Teil der Wärme beim Speicherprozess verloren. Die Alternative zur Speicherung ist, zum Beispiel Wände oder Fußböden von der erwärmten Luft durchströmen zu lassen. Dieses System stammt aus der römischen Antike und kann bei einem Neubau vom Architekten berücksichtigt werden. In bestehende Gebäude lässt es sich oft nur schwer einbinden. Was Eigentümer außerdem bedenken sollten: Solarthermieanlagen mit Luftkollektoren sind deutlich größer als andere Anlagen, weil Luft mehr Platz als die Solarflüssigkeiten benötigt. Konkret bedeutet das: eine größere Kollektorfläche, breite Luftschächte zur Weiterleitung der erwärmten Luft und größere Wärmetauscher im Speichersystem.

Wo können Luftkollektoren genutzt werden?

Luftkollektoren kommen vor allem in Schwimmbädern, Sport- und Lagerhallen zum Einsatz, die eine Luftheizung besitzen. Auch in Wohngebäuden – zum Beispiel Ferienhäusern und Berghütten – können sie genutzt werden. Mit etwas Aufwand können Luftkollektoren auch für die Unterstützung der Heizung und zur Erwärmung des Wassers eingesetzt werden. Da in den USA viele Wohnhäuser mit Luftheizungen ausgestattet sind, sind dort auch Luftkollektoren relativ verbreitet. Aber auch in Europa werden Luftkollektoren immer häufiger verwendet.

Was sind die Vor- und Nachteile von Hybridkollektoren?

Das Erzeugen von Wärme und Strom in einem System ist einer der wesentlichen Vorteile von Hybridkollektoren. Dadurch wird für die Kollektoren insgesamt weniger Platz benötigt. Außerdem sieht die Dachfläche homogener aus, weil nicht verschiedene Kollektorarten für Solarthermie und Photovoltaik installiert werden. Technisch betrachtet scheint die Kombination von Solarthermie und Photovoltaik in einem Kollektor auf den ersten Blick ungewöhnlich. Schließlich heizen sich Solarthermiekollektoren durch die Solarstrahlung stark auf, während Photovoltaik-Module bei niedrigen Temperaturen am besten arbeiten. Dennoch können sich beide Techniken positiv beeinflussen – nämlich dann, wenn die Photovoltaik durch das Trägermedium der Solarthermie gekühlt wird. Wird an heißen Sommertagen die Wärme nicht gut aus den Kollektoren abgeführt, können die Erträge jedoch deutlich sinken.

Als Nachteil fallen bei Hybridkollektoren vor allem die hohen Anschaffungskosten ins Gewicht, da es sich derzeit noch um ein Nischenprodukt handelt.

Wie hoch sind die Kosten für Hybridkollektoren?

Die Kosten für einen 1,37 Quadratmeter großen Hybridkollektor beginnen derzeit bei etwa 700 Euro. Damit sind die Hybridkollektoren deutlich teurer als Flach- oder Röhrenkollektoren. Das liegt auch daran, dass Hybridkollektoren bisher nur von wenigen Herstellern angeboten werden. Dabei ist zu erwarten, dass die Preise sinken, wenn sich die Technik in Zukunft verbreitet.

Unverglaster Kollektor oder Pool-Kollektor

Was ist ein unverglaster Kollektor?

Was sind die Vor- und Nachteile von unverglasten Kollektoren?

Der Vorteil von unverglasten Kollektoren bzw. Pool-Kollektoren ist ihr einfacher Aufbau. Es gibt keine Wärmedämmung oder Glasabdeckung. Entsprechend sind die Anschaffungskosten gering. Dennoch sind unverglaste Kollektoren witterungsfest, begehbar und für verschiedene Dachformen geeignet. Sie können auf einer Fläche ausgerollt oder auf einem Gerüst aufgeständert werden, sodass sie einen optimalen Neigungswinkel haben. In den Übergangszeiten und im Sommer kann ein unverglaster Kollektor einen Swimmingpool deutlich erwärmen. Im Winter oder bei größeren Wasserflächen und in Schwimmbädern reicht ein solcher Kollektor in der Regel nicht für die Wassererwärmung aus. Die Solarunterstützung ist dann ein Zusatzsystem, das Heizkosten spart, aber die Hauptheizung nicht ersetzen kann.

Der Nachteil eines unverglasten Kollektors ist sein niedriger Wirkungsgrad, also die vergleichsweise geringe Leistung je Quadratmeter Kollektorfläche. Außerdem kann er nicht überall verwendet werden.

Wie hoch sind die Kosten für unverglaste Kollektoren?

Im Vergleich zu anderen Kollektoren sind unverglaste Kollektoren sehr günstig. Die Preise beginnen etwa bei 100 Euro pro Quadratmeter Kollektorfläche. Komplette Sets mit allen notwendigen Bauteilen gibt es bereits ab 300 Euro. Wie viele Kollektoren benötigt werden und wie hoch die Kosten letztlich sind, hängt von der Größe des Swimmingpools ab.

Wo können unverglaste Kollektoren genutzt werden?

Unverglaste Kollektoren werden fast ausschließlich als Zusatzheizung im Bäderbereich verwendet. Das kann der Swimmingpool im privaten Garten sein – oder ein großes städtisches Schwimmbad. Dabei gibt es verschiedene Kollektoren-Arten. Mobile Pool-Kollektoren lassen sich in der Winterzeit abbauen und verstauen. Damit sind sie nicht der Witterung ausgesetzt. Feste Kollektoren hingegen werden dauerhaft montiert: auf dem Dach des Gartenhäuschens genauso wie auf dem Carport oder der Garage. Außerdem können unverglaste Kollektoren auch als zusätzliche Wärmequelle für Wärmepumpensysteme verwendet werden.