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Mit dem Flachkollektor Sonnenenergie für Heizung und Warmwasser einfangen

Nutzen Sie die Sonnenenergie, um beim Heizen sowie der Warmwasserbereitung langfristig Kosten zu sparen, unabhängiger von den Energiepreisen zu sein und etwas für das Klima zu tun. Wichtige Bauteile der Solarthermieanlage sind Sonnenkollektoren. Hierbei unterschiedet man zwischen zwei verschiedenen Bauarten: den Flachkollektoren und den Röhrenkollektoren. Robust und bewährt ist die Bauart der Flachkollektoren, welche wir in diesem Artikel näher beleuchten werden. Diese können Sie auf nahezu jedem Hausdach installieren.

Inhaltsverzeichnis

  1. Für wen lohnt sich ein Solar-Flachkollektor?
  2. Der Aufbau von Flachkollektoren
  3. Der Wirkungsgrad von Solarthermie-Flachkollektoren
  4. Wie viele Flachkollektoren brauchen Sie für Ihr Haus?
  5. Gängige Preise für Flachkollektoren
Flachkollektor: Hand hält kleines Holzhaus in die Sonne

Für wen lohnt sich ein Solar-Flachkollektor?

Ein Flachkollektor für die Solarthermie ist hierzulande die am meisten installierte Bauform. Aufgrund ihrer robusten Konstruktion ist die Technik sehr langlebig und hat sich in der Praxis bewährt.

Im Vergleich zu anderen Kollektoren ist das Preis-Leistungsverhältnis bei Flachkollektoren besser. Dafür ist der Wirkungsgrad von Flachkollektoren niedriger als beim Bautyp Röhrenkollektor (dazu weiter unten mehr).

Solarthermie Funktion: Anteile von Solarthermie-Kollektoren in Deutschland Grafik
Rund 90% der Solarthermie-Kollektoren in Deutschland sind Flachkollektoren; nur knapp 10% sind Vakuumröhrenkollektoren.

Im privaten Haushalt rechnet sich eine Solaranlage ab mindestens drei Personen, wenn Sie ausschließlich Wasser erwärmen möchten. Laut der Verbraucherzentrale lohnt sie sich, wenn Sie zirka 40 Kubikmeter Warmwasser im Jahr nutzen.1 Im Durchschnitt verbraucht jeder Deutsche täglich zwischen 30 und 45 Liter Warmwasser. In einem Jahr entspricht das etwa 11.000 bis 16.500 Liter Warmwasser, also 11 Kubikmeter bis 16,5 Kubikmeter.2

Darüber hinaus können einige Flachkollektoren wie der CFK-1 von WOLF auch die Heizung unterstützen. In der Regel ist diese Unterstützung auch wirtschaftlich sinnvoll. Dafür benötigen Sie einen großen Heizwasserspeicher (Pufferspeicher). Die Rentabilität ist auch abhängig vom Gebäudezustand, Heizsystem und Brennstoffpreisen. Neben möglichen finanziellen Vorteilen leisten Sie mit der Solaranlage einen Beitrag für Umwelt und Klima.

Der Aufbau von Flachkollektoren

Obwohl der Solar-Flachkollektor zu den ersten Bauarten gehört, ist dieser Typ noch heute am gängigsten. Im Inneren des flachen Kollektorgehäuses befindet sich der sogenannte Absorber. Er hat die Aufgabe, die solare Strahlung zu absorbieren, also in sich aufzunehmen und in Wärme umzuwandeln. Hierfür ist er mit einer speziellen, dunklen Beschichtung versehen.

An drei Seiten ist das Gehäuse wärmegedämmt, um Wärmeverluste zu vermeiden. Die obere Fläche besteht aus einer Abdeckplatte, einem Solarglas. Auf der Rückseite des Flachkollektors verlaufen Rohre, in denen eine Wärmeträgerflüssigkeit oder Solarflüssigkeit fließt. Diese transportiert die Wärme bis zum Speicher.

Solarabsorber: Querschnitt eines Flachkollektors Grafik
Der Flachkollektor ist die in Deutschland am meisten verbreitete Art von Solarthermiekollektor. Der Solarabsorber ist ein beschichtetes Blech im Inneren des Gehäuses.

Als Material für den Gehäuserahmen kommen meist Aluminium- oder Kunststoffprofile zum Einsatz, auch Holz ist möglich. Das Gestell besteht in der Regel aus Aluminium und Edelstahl. Der Absorber selbst ist eine Platte aus Kupfer oder Aluminium, deren blaue Farbe durch die hauchdünne Beschichtung entsteht. Diese nimmt das Sonnenlicht zu rund 95% auf und sorgt dafür, dass keine Wärme als Infrarotstrahlung verloren geht. Die Wärmeträgerrohre verlaufen je nach Bauart schlangenförmig oder als parallele Rohre, die oben und unten miteinander verbunden sind.

Es gibt auch Hybridkollektoren, die speziell für die Kombination mit Wärmepumpen gemacht sind. Eine weitere besondere Form ist der Vakuum-Flachkollektor, bei dem die Luft aus dem Inneren entfernt wurde. Durch das Vakuum entsteht ein Unterdruck, der Wärmeverluste reduziert.

Zudem gibt es Flachkollektoren mit Doppelverglasung oder Edelgas, die den Wirkungsgrad erhöhen sollen.

Der Wirkungsgrad von Solarthermie-Flachkollektoren

Der Wirkungsgrad gibt an, wie viel der auftreffenden Sonnenenergie tatsächlich in Wärme umgewandelt wird. Solarthermie-Flachkollektoren besitzen einen hohen optischen Wirkungsgrad, es gelangt also viel Sonnenenergie in den Absorber. Ihr Wirkungsgrad ist wie bereits erwähnt dennoch niedriger als bei Röhrenkollektoren.

Neben Umweltfaktoren wie Sonnenstunden oder Dachneigung ist der Wirkungsgrad der Flachkollektoren von weiteren Faktoren abhängig. Dazu zählt der Wärmeverlust: Je größer der Temperaturunterschied zwischen dem Absorber und der Außenluft ist, desto größer sind die Wärmeverluste. Sie bezeichnen die Wärme, die von der Oberfläche des Kollektors an die Umgebung abgegeben wird und damit verloren ist. Moderne Flachkollektoren wie TopSon F3-1 und CFK-1 von WOLF sind gut abgedichtet.

Heizungsbauer finden

Nutzen Sie die Expertise eines Fachbetriebs und lassen Sie sich zu Solarthermie und passenden Kollektoren beraten.

Ein weiterer Faktor, der den Wirkungsgrad des Kollektors beeinflusst, ist der Systemwirkungsgrad. Wenn alle Komponenten des Gesamtsystems optimal aufeinander abgestimmt sind, wird die Energie möglichst effizient und ohne weitere Verluste in das Heizungssystem eingespeist.

Wie viele Flachkollektoren brauchen Sie für Ihr Haus?

Der Bedarf hängt von individuellen Gegebenheiten ab. Die hier aufgeführten Beispiele gelten für einen Vier-Personen-Haushalt:

  • Für die Warmwasserbereitung benötigen Sie in der Regel eine Kollektorfläche von 5 bis 6 Quadratmeter und einen Pufferspeicher zwischen 300 und 400 Liter.

  • Das deckt normalerweise 50 bis 60% des jährlichen Energiebedarfs für Warmwasser.

  • Wenn Sie eine Wasch- und / oder Spülmaschine nutzen, kommen noch 30 bis 50 Liter Warmwasser pro Gerät hinzu. 

  • Für die Heizungsunterstützung benötigen Sie in der Regel eine Kollektorfläche von mindestens 10 bis 15 Quadratmeter und einen Pufferspeicher zwischen 700 und 1.200 Liter.

  • Das deckt im Altbau erfahrungsmäßig 10 bis 20% und in einem Energiesparhaus 25 bis 40% der Heizenergie.

Gängige Preise für Flachkollektoren

Solarthermie-Flachkollektoren für 15 Quadratmeter Fläche erhalten Sie ab 300 Euro pro Quadratmeter. Der Preis für Flachkollektoren mit 5 Quadratmeter Fläche inklusive Anlagentechnik und Speicher (ohne Arbeitskosten) liegt bei etwa 3.500 Euro.

Erneuerbare Energien sind in der Regel förderfähig. Mehr dazu erfahren Sie in unserem Artikel zu den Fördermittel für die Heizung.

Tipps und Hinweise für den Kauf und Erhalt der Kollektoren

Mit unseren Tipps setzen Sie auf das passende System!

Tipps und Hinweise für den Kauf

  • Lassen Sie sich bei der Auswahl vom Fachbetrieb beraten.

  • Bestimmen Sie gemeinsam mit dem Heizungsinstallateur den Eigenbedarf für die Planung.

  • Lassen Sie auch die Eignung Ihrer Dachfläche prüfen.

  • Nutzen Sie eine Energieberatung für die Dimensionierung beziehungsweise Anlagengröße.

  • Achten Sie auf die optimale Integration in Ihre bestehenden Systeme.

  • Informieren Sie sich über gesetzliche Vorgaben.

  • Prüfen Sie, ob es Förderprogramme gibt.

Tipps und Hinweise für die Pflege

  • Wenn Sie die Solaranlage pflegen, erhöhen Sie ihre Lebensdauer.

  • Saubere Flachkollektoren erzeugen auch mehr Strom.

  • Häufig reicht es, wenn Sie die Anlage alle zwei Jahre reinigen.

  • Wir empfehlen eine professionelle Reinigung durch einen Fachbetrieb.

  • Zur Wartung bieten Fachbetriebe Wartungsverträge an.

Was ist eigentlich ein Solarkollektor?

Ein Solarkollektor für Solarthermie nutzt die Sonnenenergie zur umweltfreundlichen Warmwasserbereitung und Unterstützung der Heizung. Der Sonnenkollektor ist die wichtigste Komponente einer Solarthermieanlage.

Er nutzt die Sonneneinstrahlung, um die Sonnenenergie in thermische Energie umzuwandeln. Die Anlage führt diese dann über eine Rohrleitung in einen Wärmespeicher. Bei Bedarf liefert der Speicher die Wärme an Ihre Heizung oder Warmwasserversorgung.

Der Flachkollektor hat eine flache, wärmeabsorbierende Fläche – also eine Fläche, die Wärme aufnimmt. Darüber hinaus gibt es noch Röhrenkollektoren in unterschiedlichen Bauformen.

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Hilke Ohrt,
M.A. phil.

Über den Autor

Hilke Ohrt ist studierte Germanistin (M.A. phil.) und arbeitet seit vielen Jahren als freiberufliche Journalistin. Sie schreibt unter anderem für die Bauwirtschaft. Ihre Schwerpunkte liegen auf dem Bauen und Wohnen sowie der Wärme- und Heiztechnik.

1 Verbraucherzentrale: Solarthermie: Solarenergie für Heizung und Warmwasser nutzen

2 Wasserverbrauch im 1-Personen-Haushalt

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