Vakuumröhrenkollektor – Effiziente Lösung für Solarthermie

Was ist ein Vakuumröhrenkollektor?

Der Vakuumröhrenkollektor unterscheidet sich zum Flachkollektor vor allem durch die komplexere Konstruktion. Der Absorber ist nicht wie bei letzterem flächendeckend, sondern an jeder einzelnen Röhre angebracht. Jeder Absorber befindet sich in einer eigenen Röhre, in der ein Vakuum herrscht.

Dadurch entsteht um den Absorber keinerlei Luftzirkulation, was die Wärmeverluste erheblich reduziert und den Kollektor effizienter macht. Die einzelnen Röhren, welche zusammen ein Modul bilden, sind über ein Sammelrohr miteinander verbunden, das sich am Rahmen befindet.

Welche Varianten an Vakuumröhrenkollektoren gibt es?

Vakuumröhrenkollektoren gibt es in mehreren Varianten. Bei direkt durchströmten Modellen zirkuliert der Wärmeträger in Form einer Flüssigkeit direkt in den einzelnen Röhren mit dem Absorber. Diese Systeme haben den Vorteil, dass sich einzelne Röhren drehen lassen, um so den Neigungswinkel geringfügig anpassen zu können. Dadurch lässt sich der Wirkungsgrad weiter optimieren.

Eine andere gängige Variante ist der sogenannte Heatpipe-Kollektor. Der wichtigste Unterschied besteht darin, dass der Wärmeträger die Röhre mit dem Absorber nicht direkt durchströmt, sondern stattdessen ein Medium im Rohr verdampft und sich anschließend in dessen oberen Teil sammelt. Bei dem Medium handelt es sich um eine leicht verdampfbare Flüssigkeit wie z. B. Methanol. Dort wird die Wärme durch Kondensation an den Wärmeträger übergeben, während das Medium selbst abkühlt und sich wieder im unteren Teil sammelt.

Heatpipe-Systeme werden deswegen auch als indirekt durchströmte Vakuumröhrenkollektoren bezeichnet, da hier im Prinzip zwei getrennte Kreisläufe zum Einsatz kommen. Voraussetzung für ein solches System ist ein Mindest-Neigungswinkel, der bei der Montage beachtet werden sollte.

Eine weitere Variante ist der CPC-Kollektor. Hier kommt das Prinzip einer Thermoskanne zum Tragen, denn das Vakuum befindet sich innerhalb der Röhren. Diese sind wiederum vor einem Parabolspiegel oder einer Reflektorschicht positioniert, die das einfallende Sonnenlicht bündeln und in konzentrierter Form auf die Röhre zurückwerfen.

Der Vorteil: CPC-Kollektoren erzielen auch bei diffuser Strahlung bzw. an Tagen mit geringer direkter Sonneneinstrahlung noch einen vergleichsweise hohen Wirkungsgrad.

Welche Vorteile gibt es?

Der große Vorteil des Vakuumröhrenkollektors liegt im deutlich höheren Wirkungsgrad. Bedingt durch seine Konstruktion entstehen geringere Wärmeverluste, da der Absorber nicht direkt der Luft ausgesetzt ist, sondern sich in einem Vakuum befindet. Ein weiterer Vorteil liegt darin, dass der Vakuumröhrenkollektor auch bei hohen Temperaturen noch zuverlässig arbeitet.

Ein für viele Kunden kaufentscheidendes Merkmal ist aber der verhältnismäßig geringe Platzbedarf. Für einen bestimmten Wärmebedarf wird eine geringere Fläche auf dem Dach benötigt. Interessant ist das vor allem für Hauseigentümer, denen nur wenig Fläche zur Verfügung steht, weil beispielsweise Dachaufbauten, Dachfenster oder bereits in Betrieb befindliche Photovoltaikanlagen viel Platz in Anspruch nehmen.

Auch bei Verschattungen, die je nach Sonnenstand den Betrieb über mehrere Stunden am Tag beeinflussen können, ist der Vakuumröhrenkollektor die bessere Wahl.

Was benötige ich dafür und worauf muss ich achten?

Wie alle Solaranlagen sollten Sie Montage und Inbetriebnahme stets durch einen Fachbetrieb durchführen lassen, unabhängig davon, ob es sich um eine komplette Anlage oder ein Set handelt.

Bei größeren Projekten empfiehlt es sich, dass Sie einen Energieberater hinzuzuziehen. Er unterstützt Sie bei der Berechnung des Bedarfs und damit bei der optimalen Dimensionierung der Anlage. Der Energiebedarf ist abhängig davon, ob die Anlage zur Heizungsunterstützung, zur Brauchwassererwärmung oder zu beiden Zwecken gleichzeitig eingesetzt werden soll. Außerdem spielt natürlich die Anzahl der Verbraucher bei der Berechnung eine erhebliche Rolle.

Der Energieberater kann auch Auskunft über infrage kommende Förderprogramme geben, mit denen sich die Investitionskosten senken oder die Finanzierung durch entsprechend günstige Förderkredite vereinfachen lässt. Beachten Sie, dass sich die Anschaffung einer Solarthermieanlage nur in Verbindung mit einem entsprechenden Speichersystem wirklich lohnt. Dies ist mittlerweile auch für die Bewilligung von Fördermaßnahmen entscheidend.

Bei den technischen Voraussetzungen spielen vor allem Ausrichtung und Neigung des Daches eine tragende Rolle. Auch bei Solarthermieanlagen gilt, dass das Sonnenlicht möglichst in einem Winkel von 90 Grad auf die Moduloberfläche treffen sollte, um den bestmöglichen Effekt zu erzielen. Zudem sollte das Dach möglichst in Richtung Süden ausgerichtet sein. Abweichungen von bis zu 30 Grad beeinträchtigen das Ergebnis aber nur marginal.

Vergleich: Made in China oder Made in Germany?

Vakuumröhrenkollektoren „Made in China” haben den Ruf, deutlich günstiger zu sein als Modelle aus Deutschland. Die Frage ist, ob sie auch bei der Qualität mithalten können. Hier lässt sich keine pauschale Aussage treffen, da viele Röhren und andere Bestandteile in China hergestellt und dann von deutschen Unternehmen zugekauft werden. In Deutschland findet demnach nur noch die Montage der Kollektoren statt. Zielführender ist es, die Testergebnisse einzelner Modelle miteinander zu vergleichen und auf Basis der Leistungsdaten zu entscheiden.

Welche Nachteile gibt es?

Ein Nachteil des Vakuumröhrenkollektors liegt in den höheren Investitionskosten. Dieser lässt sich jedoch durch den besseren Wirkungsgrad wieder ausgleichen.

Welche Alternativen gibt es?

Die gängigste Alternative zum Vakuumröhrenkollektor stellt der Flachkollektor dar. Dieser ist in der Konstruktion einfacher, dadurch günstiger aber auch weniger effizient. Flachkollektoren werden bevorzugt dort eingesetzt, wo aufgrund der großen zur Verfügung stehenden Fläche auch niedrigere Wirkungsgrade in Kauf genommen werden können.

Fazit

Der Vakuumröhrenkollektor ist vor allem bei einer begrenzten Fläche die beste Wahl. Gerade auf Dächern, auf denen parallel Photovoltaik- und Solarthermieanlagen betrieben werden, kann schnell Platzmangel entstehen. Als Lieferanten für Brauchwasser sind Vakuumröhrenkollektoren wesentlich zuverlässiger, was auf ihren höheren Wirkungsgrad zurückzuführen ist.

Vor allem in den Sommermonaten sowie in den Übergangszeiten im Frühling und Herbst lässt sich ein Haushalt nahezu komplett mit Warmwasser vom Dach versorgen. Dafür ist es wichtig, fachmännischen Rat einzuholen, um in jedem Fall eine möglichst exakte Dimensionierung der Anlage zu erzielen.

Energieberater sind hierfür die richtigen Ansprechpartner. Diese werden nicht nur vom Staat selbst gefördert, sondern können auch ihrerseits Auskunft darüber geben, wie sich die Investitionskosten mit günstigen Förderkrediten und Zuschüssen besser stemmen lassen.

Wir hoffen, dieser Artikel war hilfreich für Sie! Die Solarenergie hat es Ihnen angetan und Sie sind an einer eigenen Photovoltaikanlage interessiert? Unsere Solar-Experten unterstützen Sie dabei gerne und planen die Anlage mit Ihnen Schritt für Schritt. Kontaktieren Sie uns dafür gerne per E-Mail oder Telefon!

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