Sonnenkollektor

Sonnenkollektoren, auch Solarkollektoren genannt, sind Vorrichtungen, um die Energie der Sonnenstrahlung zu sammeln und auf diese Weise Wärmeenergie zu gewinnen. Diese kann beispielsweise zum Heizen oder zum Kühlen verwendet werden. In der Regel sind thermische Sonnenkollektoren gemeint, die Bestandteil von thermischen Solaranlagen sind. Auch offene Solarteiche zählen aber z.B. zu den Sonnenkollektoren.

Funktionsweise von (thermischen) Sonnenkollektoren

Zentral für die Funktionsweise von Sonnenkollektoren ist der sogenannte Solarabsorber. Er nimmt die Strahlungsenergie der Sonne auf und wandelt sie in Wärmeenergie um. Die Wärme gibt er an einen Wärmeträger ab, der den Solarabsorber durchfließt. In den meisten Fällen handelt es sich dabei um ein Gemisch aus Wasser und Propylenglykol, das im Winter nicht einfrieren kann. Die Wärmeträgerflüssigkeit transportiert die Wärmeenergie zu einem Solarspeicher.

Der Solarabsorber muss gut gedämmt sein, damit Wärmeverluste so gering wie möglich gehalten werden können. Anhand der verwendeten Dämmtechnik können mehrere Varianten von thermischen Sonnenkollektoren unterschieden werden: Flächenkollektoren verwenden beispielsweise herkömmliches Dämmmaterial, während durch Vakuumröhrenkollektoren und Vakuum-Flächenkollektoren die Wärmedämmung mithilfe eines Vakuums erreicht wird.

Verwendung und Effizienz von Sonnenkollektoren

Sonnenkollektoren werden für verschiedene Zwecke eingesetzt. Üblich ist z.B. die Gewinnung von Wärmeenergie für die Warmwasserbereitung. Im Sommer kann ein großer Teil des Warmwasserbedarfs mithilfe der thermischen Sonnenkollektoren gedeckt werden. Auch für den Betrieb von Solarheizungen oder solaren Heizungsunterstützungen können die Kollektoren verwendet werden. In solarthermischen Kraftwerken werden spezielle Sonnenkollektoren eingesetzt, um mit der gewonnenen Wärmeenergie elektrischen Strom zu erzeugen.

Die thermischen Sonnenkollektoren erreichen dabei Wirkungsgrade, die in der Regel zwischen 60 und 75 % liegen. Dabei hängt der Wirkungsgrad u.a. von der Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung sowie von der Fläche des Sonnenkollektors und der Wärmedämmung ab.