Sonnensammler

Solarkollektoren nutzen die Energie einfallender Sonnenstrahlung und verwenden diese effektiv zur Erwärmung von Wasser in einem Warmwasserspeicher, oder einem Akkumulationsspeicher. Damit reduzieren sie den Bedarf an Wärmezufuhr von der Hauptquelle, verringern die Belastung der Umwelt und die Haushaltskosten. Solarkollektoren können in Kombination mit einem Niedertemperaturheizsystem auch zur Unterstützung der Heizung genutzt werden.

Ein Solarkollektor erfüllt die technischen Bedingungen, wenn ein akkreditiertes Prüflabor einen Leistungsnachweis gemäß dem Prüfprotokoll des Solar Keymark-Zertifikats bei Testbedingungen (Bestrahlung 1000 W/m², Temperaturdifferenz 30 °C) ausstellt.

Kollektorsysteme sind in der Lage, 35 – 45 Prozent der im Jahr gewonnenen Sonnenenergie in nützliche Wärme umzuwandeln. Der Wirkungsgrad des Systems hängt vom Kollektortyp, der Temperaturdifferenz zwischen Kollektor und Umgebung, der Strahlungsintensität am Installationsort sowie von den Rohren des Systems, der Wärmedämmung und dem Typ des Speichers ab.

Das zentrale Element des Kollektors ist der Absorber, in dem die eigentliche Umwandlung stattfindet. Die Wärme wird durch Wärmeleitung im Absorber an das Wärmeträgermedium übertragen, das durch die Röhren des Absorbers fließt und anschließend in den Speicher (Boiler) transportiert wird. Damit diese Aufgabe optimal erfüllt werden kann, besteht der Absorber aus einem leitfähigen Metallblech (Kupfer oder Aluminium) und einer selektiven Konversionschicht, die eine möglichst hohe Absorptionsfähigkeit (Einstrahlung) der Sonnenstrahlung aufweisen muss und eine minimale Emissivität (Wärmestrahlung) haben soll.

Flache Kollektoren

Zur Erwärmung von Wasser und zunehmend auch zur Unterstützung der Heizung werden flache Kollektoren eingesetzt. Ein flacher Kollektor besteht aus dem Kollektorgehäuse (meist in Form eines Aluminiumfasses), dem Absorber, der Wärmedämmung aus Mineralwolle und einem durchsichtigen Deckel.

Der Absorber wird meist aus Kupfer- oder Aluminiumblech mit Sonnenlack oder selektiver Oberflächenschicht hergestellt, wodurch er das Sonnenlicht fast vollständig in Wärme umwandelt. Das verwendete Glas soll eisenarm und witterungsbeständig sein. Die Sonnenstrahlung durchdringt das Deckglas und trifft auf den Absorber, in dem die Erwärmung des Wärmeträgermediums erfolgt.

Verfügbare flache Kollektoren weisen eine durchschnittliche jährliche Effizienz von ca. 50 % auf. Für die Installation von Solarkollektoren wird standardmäßig ein Neigungswinkel von 45° verwendet, bei dem die Nutzung der Sonnenstrahlungsintensität optimal ist.

Flache Kollektoren eignen sich für die Erwärmung von Poolwasser nur in dem Fall, wenn neben dem Pool auch ein anderer Verbraucher versorgt wird (z. B. Warmwasserbereitung oder Heizungsunterstützung).