Was ist das / Wie funktioniert es
Ein Flachkollektor besteht aus einem wetterfesten, flachen Rahmengehäuse (meist aus pulverbeschichtetem Aluminium), in dem die wärmeaufnehmenden Komponenten geschützt untergebracht sind:
- Abdeckung aus Solarsicherheitsglas: Die eisenarme, hochtransparente Glasscheibe lässt typischerweise etwa bis zu 92 Prozent des kurzwelligen Sonnenlichts ins Kollektorinnere und widersteht Hagelschlag.
- Hochselektiver Absorber: Ein Kupfer- oder Aluminiumblech ist mit einer mikroskopisch dünnen Titanschicht beschichtet. Sie absorbiert das einfallende Sonnenlicht nahezu vollständig und verhindert gleichzeitig die Wiederabstrahlung von Wärme als Infrarotstrahlung.
- Rohrmäander und Wärmedämmung: Auf der Rückseite des Absorbers sind Kupferrohre fest verlötet oder lasergeschweißt, durch die das Frostschutz-Wassergemisch strömt. Die Rück- und Seitenwände sind mit hitzebeständiger Mineralwolle gedämmt, um Auskühlungen zu minimieren.
Das im Kollektor erwärmte Fluid wird über eine Solarstation zum Wärmetauscher des Solarspeichers im Gebäude gepumpt.
Wann ist es sinnvoll
Flachkollektoren sind der weltweite Standard für die solare Wärmegewinnung im privaten Wohnbau:
- Abgrenzung zu Vakuumröhrenkollektoren: Röhrenkollektoren bieten bei eisigen Außentemperaturen im Winter höhere Wirkungsgrade, sind in der Anschaffung jedoch spürbar teurer. Flachkollektoren bieten das beste Preis-Leistungs-Verhältnis für die solare Trinkwassererwärmung von Frühjahr bis Herbst.
- Abgrenzung zu Photovoltaikmodulen: Während Photovoltaikmodule Sonnenlicht in Gleichstrom umwandeln, erzeugen Solarthermie-Flachkollektoren direkt heißes Wasser mit einem deutlich höheren Flächenwirkungsgrad (typischerweise etwa 60 bis 80 Prozent bezogen auf die Kollektorfläche).
- Indach-Montage: Flachkollektoren können formschön wie ein Dachfenster nahtlos in die Dacheindeckung integriert werden, was optische Vorteile bietet.
Worauf achten
Für hohe Solarerträge und Langlebigkeit müssen bauliche Parameter stimmen:
- Ausrichtung und Dachneigung: Die vorteilhafte Ausrichtung liegt zwischen Südost und Südwest. Für reine Warmwasserbereitung genügt eine Neigung von typischerweise etwa 30 bis 45 Grad; für solare Heizungsunterstützung sind steilere Neigungen von 45 bis 60 Grad vorteilhafter, um die tief stehende Herbst- und Wintersonne besser einzufangen.
- Hagelschlagfestigkeit: Zertifizierungen nach EN 12975 und das Prüfzeichen „Solar Keymark“ sichern die mechanische Stabilität und thermische Leistungsfähigkeit ab.
- Stagnationsfestigkeit: Das Kollektorgehäuse und die Rohre müssen bei gefülltem und stehendem Kollektor Temperaturen von typischerweise etwa über 200 °C überstehen.
Häufige Fragen
Wie unterscheiden sich Flachkollektoren von Vakuumröhrenkollektoren?
Flachkollektoren nutzen ein flaches Absorberblech unter Glas und sind robuster und preiswerter in der Anschaffung. Vakuumröhrenkollektoren isolieren den Absorber in evakuierten Glasröhren (Thermoskannen-Prinzip), wodurch sie bei starkem Frost höhere Temperaturen erreichen.
Halten Flachkollektoren Hagel stand?
Ja, moderne Flachkollektoren sind mit speziellem, gehärtetem Einscheiben-Sicherheitsglas (ESG) ausgestattet, das genormte Hagelschlagprüfungen mit bis zu 25 Millimeter großen Eiskugeln mühelos besteht.
Wie viel Kollektorfläche benötigt man für ein Einfamilienhaus?
Für die reine Warmwasserbereitung einer vierköpfigen Familie genügen typischerweise etwa 4 bis 5 m² Kollektorfläche (entspricht zwei Standardkollektoren). Soll auch die Raumheizung unterstützt werden, werden typischerweise etwa 10 bis 14 m² benötigt.
Wie lange halten Flachkollektoren auf dem Dach?
Qualitätskollektoren namhafter Hersteller erreichen typischerweise eine Lebensdauer von 25 bis 30 Jahren, da sie aus UV- und witterungsbeständigen Materialien wie Aluminium, Kupfer und Solarglas bestehen.