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Solaranlage ist nicht gleich Solaranlage: So genannte Photovoltaik-Anlagen wandeln Sonnenenergie in Strom um. Solarthermische Anlagen hingegen dienen der Wärmegewinnung. Unter Solarthermie versteht man also die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie. Sie zählt zu den Erneuerbaren Energien.
Spricht man bei der Stromgewinnung von Solarzellen, sammeln bei thermischen Systemen Kollektoren auf dem Hausdach, auf Ständern im Garten oder an der Wand die Sonnenwärme. Herzstück eines Kollektors ist der so genannte Absorber. Er nimmt die einfallende Sonnenstrahlung über eine Trägerflüssigkeit auf, die aus Wasser und Frostschutzmittel (verhindert das Einfrieren im Winter) besteht. Das Gemisch wird erwärmt und zirkuliert zwischen dem Kollektor und dem Warmwasserspeicher. Bei Flachkollektoren ist der Absorber in einem flachen, wärmegedämmten Gehäuse untergebracht, das mit einer Glasplatte verschlossen ist. Flachkollektoren sind meist nicht evakuiert (luftleer), so dass Wärmeverluste durch den Transport von Luft entstehen. Bei Vakuum-Röhrenkollektoren hingegen befindet sich der Absorber in einem evakuierten Glasrohr, was die Leistungsfähigkeit erhöht. Sie arbeiten auch bei leicht bedecktem Himmel. Allerdings sind Vakuumkollektoren in der Herstellung und damit auch im Verkauf teurer als die flache Variante.
Für die Zirkulation der erwärmten Flüssigkeit in den Rohrleitungen der Solaranlage sorgt eine Umwälzpumpe. Sie wird von einer elektronischen Steuereinheit automatisch in Gang gesetzt, wenn die Temperatur in den Kollektoren höher steigt als im Wasserspeicher – vorausgesetzt, die definierte Höchsttemperatur im Vorratstank für das Wasser ist noch nicht erreicht. Im Speicher selber wird die Wärme über ein gewendeltes Rohr, den so genannten Wärmetauscher, an das Brauchwasser abgegeben.
Liefert die Sonne nicht genug Wärme für Dusch- und Badewasser sowie die Raumheizung, wird über einen zweiten Wärmetauscher im oberen Bereich des Speichers nachgeheizt, der mit einem Heizkessel (beispielsweise eines Öl- oder Gas-Brennwertkessels oder einer Holz-/Pelletheizung) verbunden ist. Liegt die Temperatur in den Kollektoren unterhalb der des Wassers im Speicher, wird die Umwälzpumpe abgeschaltet. Solaranlagen mit so genanntem Drain-Back-System (DBS) sorgen ausserdem für die automatische Entleerung des Solarkreislaufs, wenn das System nicht in Betrieb ist, um im Sommer eine Überhitzung und im Winter das Einfrieren der Anlage zu verhindern.