Wie viel Leistung bringt Solarthermie im Winter?

4. Dezember 2015 Jens Truog

Die Sonne ist schon seit Urzeiten die Basis allen Lebens auf der Erde. Nun ist sie bei der Energiewende bedeutsamer denn je. Die Kraft der Sonne als regenerative Energie verspricht vielfältige Vorteile: Sie ist kostenlos, in unbegrenztem Maß verfügbar und klimaneutral.

Aber eine Frage hat sich wahrscheinlich jeder von uns schon einmal gestellt: Kann man eine Solarthermie-Anlage im Winter auch nutzen? Schließlich gibt es ja weniger Sonneneinstrahlung und draußen könnte überall Schnee liegen. Genau das schauen wir uns im folgenden Beitrag genauer an – mit einem überraschenden Ergebnis!

Solarthermie im Winter: Was passiert bei fehlender Sonneneinstrahlung?

Um das Problem zu geringer Sonneneinstrahlung zu verstehen, muss man wissen wie eine Solarthermie-Anlage funktioniert. Das Prinzip ist schnell erklärt und bedarf keineswegs ein Physikstudium als Grundvoraussetzung. Denn eine Solarthermie bezeichnet lediglich die Umwandlung der Sonnenenergie in Wärme. Dies macht der clevere Aufbau dieser Art von Solaranlage möglich. Sie fängt über Kollektoren die Strahlung der Sonne ein, wodurch sich die Solarflüssigkeit, im Inneren der Kollektoren erhitzt. Eine Pumpe wälzt die Flüssigkeit zwischen den Solarkollektoren und dem Speicher um. Dieser kann dann mittels Wärmetauscher die Solarenergie auf das Brauchwasser oder das Heizwasser übermitteln.

Eine solarthermische Anlage kann so in den Monaten Mai bis September den kompletten Wärmebedarf eines Einfamilienhauses decken. Ok, das ist jetzt nicht weiter verwunderlich – da doch in den warmen Monaten, dank der vielen Sonnenstunden, genügend Energie zur Verfügung steht. Bei der Solarthermie im Winter sieht es da schon etwas anders aus: Hier reicht die Sonneneinstrahlung in der Regel nicht aus, um ein Haus komplett mit Wärme zu versorgen. Das Problem hierbei ist, dass der Heizbedarf steigt, während die Sonnenstunden in der kalten Jahreszeit stetig schwinden.

Aber auch ganzjährige Wetterphänomene schmälern die Ausbeute der thermischen Energie. Denn abgesehen von der Jahreszeit nehmen auch noch andere Wetterfaktoren Einfluss auf den Ertrag einer Solaranlage. So schmälern Wolken beispielsweise das Angebot der zur Verfügung stehenden Energiemenge. Auch Nebel sorgt für diffuse Sonneneinstrahlung und mindert so den Ertrag der Anlage.

Als kostenloses und umweltfreundliches Gut ist Solarenergie eine attraktive Alternative zu fossilen Brennstoffen. Da der Bedarf an warmem Wasser aber besonders in den wolken- und regenreichen Monaten sehr hoch ist, lassen sich je nach Ausführung mit der Solarthermie im Winter etwa 20 Prozent abdecken. Das klingt zwar im ersten Moment nicht besonders viel – lohnt sich aber über das Jahr verteilt. Deshalb kombiniert man solche Anlagen am besten noch mit einem weiteren günstigen und umweltfreundlichen Energieversorger, wie einen Pelletofen wasserführend, Kaminofen wasserführend oder einer Pelletheizung.

Die Solarthermie optimal übers Jahr nutzen

Für welche Variante Sie sich letztendlich entscheiden, hängt sowohl von rationalen aber auch persönlichen Überlegungen ab. Wenn Sie Ihr Haus gut gedämmt, eine effiziente Heizungsanlage installiert und einen guten Pufferspeicher haben, können Sie die Effizienz Ihrer Anlage maßgeblich steigern. So kann Ihnen die solarthermische Anlage das ganze Jahr über bei der Warmwasserversorgung unterstützen und Ihnen helfen, viel Geld zu sparen.

Da es zum jetzigen Standpunkt aber noch keine marktreifen Speicherlösungen gibt, welche die im Sommer gewonnene Wärme im Winter zur Verfügung stellen können, müssen Sie vorerst mit den gängigen Optimierungen vorliebnehmen, um ein Maximum aus Ihrer Solarthermie-Anlage zu kitzeln.

Schon ein anderer Neigungswinkel kann das Energiepotenzial im Winter steigern. So ist ein Neigungswinkel von 70° im Winter den gängigen 40° vom Vorteil. Denn in der dunkleren Jahreszeit steht die Sonne, in unseren Breitengraden tiefer als im Sommer. Mit einem höheren Neigungswinkel der Sonnenkollektoren wirkt man diesem Umstand entgegen und fängt die Sonnenstrahlen über einem längeren Zeitraum ein. Zwar geht das auf Kosten der Energieausbeute in den Sommermonaten, allerdings würde diese fehlende Energie sowieso ungenutzt verpuffen. Ein gleichmäßiger Wärmeertrag ist die Folge.

Viel bringt viel? Selbstverständlich können Sie den niedrigeren Wärmeertrag im Winter mit einer größeren Kollektorfläche kompensieren. Allerdings kostet die zusätzliche Kollektorfläche auch mehr in der Anschaffung. Eine größere Dimensionierung der Solarthermie birgt auch die Gefahr der Unwirtschaftlichkeit, da dann im Sommer der zusätzlichen Ertrag ungenutzt verpufft. Wer jedoch das nötige Kleingeld und das dazugehörige Grundstück besitzt, könnte die überschüssige Energie des Sommers beispielsweise für einen beheizten Außenpool nutzen.

Wer hätte das gedacht? Auch die Wahl der richtigen Kollektoren hat Auswirkungen auf Ihren Energieertrag. So gibt es für Solarthermie-Anlagen mehrere Kollektorarten. Diese werden auf dem Markt in 2 Hauptkollektormodelle aufgeteilt, wobei es allerdings auch einige noch nicht nennenswerte Modelltypen gibt. Mit einem bisherigen Marktanteil von 90 Prozent sind Flachkollektoren augenscheinlich beliebter als Röhrenkollektoren, welche mit 10 Prozent Marktanteil aufwarten. Das könnte daran liegen, dass Flachkollektoren etwa 30 Prozent günstiger in der Anschaffung sind als Röhrenkollektoren. Allerdings ist die Energieausbeute bei Röhrenkollektoren ergiebiger. Was daran liegt, dass unter den Röhren noch ein Spiegel angebracht ist, welcher die Sonnenstrahlen zusätzlich bündelt wodurch die Röhren noch mehr Solarenergie aufnehmen können. Der Unterschied ist dann, vor allem im Winter spürbar, da dieses Prinzip auch auf vereisten Kollektorflächen funktioniert.

Gut durch den Winter kommen

Damit Sie gut über die Wintermonate kommen und Ihre Solarthermie auch den kalten Januar und den frostigen Februar überstehen, können folgende Hinweise helfen. Im Prinzip sind aber alle Solarthermie-Anlagen sehr robust und haben eine etwaige Lebensdauer von 30 Jahren und mehr.

Vorkehrungen der Hersteller

Um die eisigen Wintermonate, welche auch hierzulande durchaus vorkommen können, zu überstehen, haben die Solaranlagen schon seitens der Hersteller einige Schutzmechanismen mit auf den Weg bekommen. Um eventuellen aus Frost resultierenden Schäden vorzubeugen, besteht die Solarflüssigkeit meistens aus einem Gemisch aus Wasser und Frostschutzmitteln. Bei dieser ist der Gefrierpunkt so niedrig, dass Sie sich keine Sorgen über ein Einfrieren der Solarleitungen machen müssen.

Es gibt aber auch Anlagen, die durch komplexere Systeme vor dem Einfrieren geschützt sind. So gibt es Solarthermie-Anlagen, welche sich bei Nichtbetrieb entleeren und erst wieder Flüssigkeit in die Röhren pumpen, wenn diese auch benötigt wird. Des Weiteren gibt es Anlagen, die einfach erhitztes Heizungswasser statt der Solarflüssigkeit durch den Kreislauf schicken. Droht hier die Solarthermie einzufrieren, kann einfach Warmwasser aus dem Wärmespeicher durch die Leitungen gepumpt werden.

Selbst ist der Mann

Schneebedeckten Anlagen können Sie im Normalfall gelassen entgegensehen. Die Kollektoren sorgen selbst für ein abtauen des Schnees. Sollte es allerdings zu extremen Schneefällen gekommen sein, ist es Sinnvoll, wenn Sie die Kollektoren vom Schnee befreien. Achten Sie aber bitte auf Ihre eigene Sicherheit. Dachlawinen und Absturzgefahr sind hier nicht zu unterschätzen.

Unser Fazit lautet: Solarthermie im Winter produziert zwar weniger Wärme – die Menge reicht aber trotzdem aus, um Ihnen kräftig beim Sparen zu helfen und etwas Gutes für die Umwelt zu tun, indem Sie Ihre Heizung entlasten. Allein dafür lohnt sich schon die Investition in die nachhaltige Energiegewinnung. Und wer auf Nummer Sicher gehen und auf alle Eventualitäten vorbereitet sein möchte, ist bei einem Fachberater immer sicher aufgehoben. Dieser kann, durch seinen Erfahrungsschatz, jedes Szenario mit Ihnen durchspielen und die Solarthermie-Anlage für Ihre persönlichen Bedürfnisse anpassen.