Flach- oder Röhrenkollektor? Solarkollektoren im Vergleich

Sowohl der Flach- als auch der Röhrenkollektor nutzt die Sonne, um Energie zu erzeugen. Sie unterscheiden sich optisch und technisch deutlich voneinander, der grundlegende Aufbau und das Funktionsprinzip sind jedoch gleich. Beide nehmen die thermische Energie der Sonnenstrahlung über eine dunkle Absorberfläche auf. Mit Flüssigkeit gefüllte Rohre transportieren diese zum Warmwasserspeicher und laufen von dort wieder zu den Solarthermie-Kollektoren zurück.

Je nach Modell werden die Solarkollektoren mit Röhren entweder direkt oder indirekt von einem Solarmedium durchströmt. Bei den direkt durchströmten Kollektoren zirkuliert die Solarflüssigkeit in den Röhren und wird durch den gesamten Kreislauf der Anlage geleitet. Indirekt durchströmte oder Heatpipe Kollektoren verdampfen das Medium durch die aufgenommene Wärme. Der Dampf strömt zum Wärmetauscher, gibt dort die Energie an den Pufferspeicher ab und kondensiert wieder. Damit dieser Kreislauf funktioniert, ist ein bestimmter Neigungswinkel von mindestens 25 ° bei der Montage erforderlich

Solarkollektoren arbeiten alle nach dem gleichen Prinzip: Sonnenstrahlung trifft auf den Kollektor und wird dort von einem Absorber aufgenommen. Dieser gibt die Energie an einen Wärmeüberträger ab. Je nach Kollektortyp besteht dieses Medium aus Luft, Wasser oder einem Gemisch aus Wasser und Glykol. Mithilfe einer Regeleinheit und angeschlossenen Pumpe kreist das Solarmedium permanent in den Rohrsystemen der Solarmodule - vom Kollektor zum Wärmespeicher und wieder zurück. Mithilfe eines Wärmetauschers wird die aufgenommene Wärmeenergie an den Pufferspeicher übertragen und dort bis zur Entnahme zurückgehalten.

Wieviel Wärme eine Solaranlage aus der erzeugten Energie des Kollektors nutzen kann, hängt unter anderem vom Kollektor-Typ ab. Diese als Solarertrag bezeichnete Nutzungswärme entspricht nicht 1 : 1 der erzeugten Wärmeenergie. In jeder Solaranlage kommt es an Verbindungsteilen wie dem Pufferspeicher, dem Wärmetauscher und den Leitungen zu Wärmeverlusten. Diese Verluste verringern die Effizienz der Solarthermie Anlage.

Unter typischen Betriebsbedingungen liegt der Wirkungsgrad von Flachkollektoren bei rund 60 Prozent und damit unter dem von Vakuum-Röhrenkollektoren. Wie groß die Leistungsdifferenz tatsächlich ist, hängt stark von den äußeren Bedingungen ab. So nimmt der Wirkungsgrad eines Flachkollektors bei höheren Temperaturen deutlich ab. Ein großer Temperaturunterschied zwischen Außenluft und Absorber führt ebenfalls zu hohen Wärmeverlusten und damit zu einer niedrigeren Effizienz. Auch starke Winde wirken sich negativ auf die Anlagenleistung aus. Sie transportieren einen Teil der Wärme von der Kollektoroberfläche ab.

Vakuumröhrenkollektoren besitzen einen Wirkungsgrad von bis zu 90 Prozent. Damit erzielen sie auch bei geringerer Sonneneinstrahlung, diffusem Licht oder einer ungünstigen Dachausrichtung höhere Erträge pro Quadratmeter. Aufgrund der guten Wärmedämmung des Vakuums werden Wärmeverluste minimiert. So sinkt der Wirkungsgrad auch bei ungünstigen Umgebungsbedingungen, beispielsweise im Winter, weniger stark ab.

Flachkollektoren sind aufgrund ihres verhältnismäßig einfachen Aufbaus preiswerter als Vakuumkollektoren und kosten im Durchschnitt ab 300 Euro pro Quadratmeter. Die Preise für Vakuumröhrenkollektoren variieren je nach Fläche und Menge der verbauten Röhren stark im Preis. Im Schnitt zahlen Sie für Röhrenkollektoren etwa 600 Euro pro Quadratmeter. Sind Sie nicht vom Fach, müssen auch die Installationskosten mit einkalkuliert werden.

Abhängig davon ob Sie eine Heizungsunterstützung planen oder nicht, belaufen sich die Kosten auf circa 1.500 Euro. Zusätzlich sind die jährlichen Strom- und regelmäßig anfallenden Wartungskosten nicht zu vernachlässigen. Als Richtwert gilt: Die Kosten für Solarthermieanlagen betragen pro Jahr etwa 1,5% des Anschaffungspreises.