Flachkollektoren sind die mit Abstand beliebtesten Kollektoren auf dem deutschen Solarmarkt. In knapp 90 % aller Anlagen findet man genau diese Kollektoren. Aber warum ist das so? Und wie funktioniert ein Flachkollektor überhaupt? Wird sein Einbau von staatlicher Seite gefördert? Wie ist ein Flachkollektor aufgebaut?
Die Antwort auf all diese Fragen und noch viele weitere interessante Informationen finden Sie hier im Wissensteil.Sollten Sie am Ende weiterführende Fragen haben, kontaktieren Sie gern den Klimaworld- Kundenservice. Unsere kompetenten Experten sind unter der Telefonnummer 03601/408922300 bzw. per Mail an die Adresse info@klimaworld.com erreichbar.
Flachkollektoren mit patentierter WLT®-Technologie, die mit ihrer hochselektiven Absorberschicht ermöglicht, den bestmöglichen solaren Ertrag zu erzielen.
Flachkollektoren mit patentierter WLT®-Technologie, die mit ihrer hochselektiven Absorberschicht ermöglicht, den bestmöglichen solaren Ertrag zu erzielen.
Flachkollektoren mit patentierter WLT®-Technologie, die mit ihrer hochselektiven Absorberschicht ermöglicht, den bestmöglichen solaren Ertrag zu erzielen.
Flachkollektoren sind eine spezielle Art von Sonnenkollektoren. Sie zeichnen sich durch die besonders flache Bauweise aus. Im Gegensatz zu anderen Kollektorenvarianten, weisen Flachkollektoren keine Krümmung oder Konzentration auf. Sie wandeln Sonnen- in Wärmeenergie um und werden für die Unterstützung einer Heizungsanlage eingesetzt, sind also Teil einer Solarthermie-Anlage.
Flachkollektoren: Besonders beliebt in Deutschland
In Deutschland finden sich in fast 90 % aller montierten Solarthermie-Anlagen Flachkollektoren. Einer der Gründe dafür ist, dass die Höhe einer Förderung früher auf Grundlage der Kollektorfläche berechnet wurde. Mehr Fläche = Höhere Förderung. Heute ist die Fläche aber nicht mehr alleiniger Faktor.
Wie ist ein Flachkollektor aufgebaut?
Der Flachkollektor besteht üblicherweise aus drei Haupt-Komponenten:
Absorber,
Abdeckung und
Rahmen.
Dazu kommen noch die für das Funktionieren notwendigen Verbindungselemente. Die Aufgaben der drei zentralen Bestandteile sehen wie folgt aus:
Absorber:
Die wohl wichtigste aller Komponenten. Der Absorber fängt die Energie der Sonnenstrahlung ein. Er setzt sich aus mehreren übereinander montierten Aluminium- oder Kupferblechen zusammen. Aus Gründen der Effizienzsteigerung ist der Absorber üblicherweise schwarz oder im speziellen Farbton „galvanisch blau“ lackiert.
Unter dem Absorber verläuft ein Rohrsystem, in welchem das Trägermedium zirkuliert (meistens ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel). Die konkrete Ausformung dieses Systems hängt von der Art des Flachkollektors ab.
Folgende Optionen gibt es:
Vollflächenabsorber: Die in Mäander- oder Serpentinenform angeordneten Rohre sind auf einem einzigen Blech montiert.
Streifenabsorber: Mehrere aneinandergereihte Bleche, auf jedem davon ist ein Rohr verschweißt. Die Bleche (auch „Finnen“ genannt) werden an ihren Enden jeweils in ein umschließendes Rohr zusammengeführt.
Kissenabsorber: Zwei Absorberbleche bilden gemeinsam einen Hohlraum, der von der Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt wird.
Abdeckung
Um Schäden am empfindlichen Absorber zu vermeiden, muss dieser entsprechend abgedeckt werden. Meist wirdein, speziell gehärtetes Sicherheitsglas, ein sogenanntes „Solarglas“, verwendet. Dieses kommt mit Hagel und anderen extremen Wetterbedingungen gut zurecht.
Ein weiterer Pluspunkt: Solarglas ist so konzipiert, dass es möglichst wenig von der Sonnenstrahlungabblockt. Moderne Ausführungen weisen mittlerweile einen Transmissionsgrad von 92 auf. Um diesen Wert nochmals zu erhöhen, kann „Antireflex-Solarglas“ verbaut werden, welches besonders wenig von der Sonnenstrahlung reflektiert.
Rahmen
Das verwendete Material variiert von Hersteller zu Hersteller. Bei den üblichsten Varianten handelt es sich um Aluminium, verzinktes Stahlblech, Edelstahl oder Kunststoff. Was alle Rahmen unabhängig vom verwendeten Material gemeinsam haben: Seitenteile und Rückseite des Gehäuses sind wärmegedämmt. Dafür greifen die Hersteller meist zu Dämmwolle. Ziel ist natürlich, die Wärmeverluste dadurch so gering wie möglich zu halten.
Wie funktioniert ein Flachkollektor?
Wie ein Flachkollektor funktioniert, ist ganz einfach erklärt: Die Sonnenstrahlen treffen auf die Abdeckung und durchdringen diese. Sie erwärmen die Absorber-Bleche im Inneren des Kollektors. Die Bleche geben die Wärme wiederum an die Trägerflüssigkeit im Rohrsystem weiter. Die Flüssigkeit strömt dann weiter zum Wärmetauscher, wo die gespeicherte Sonnenenergie genutzt wird, um (meist) Heizungswasser zu erwärmen. Hat die Flüssigkeit die gesamte Wärme abgegeben, wird sie in den Kollektor zurückgepumpt, wo der Kreislauf von Neuem beginnt.
Höhere Effektivität durch Vakuum
Wie bei Röhrenkollektoren besteht auch im Fall von Flachkollektoren die Möglichkeit, durch ein Vakuum die Effizienz zu steigern. Dazu wird die Luft zwischen Absorber und Abdeckung abgesaugt. Der entstehende Unterdruck hilft dabei, Verluste bei der Übertragung der Wärme über die Luft zwischen Solarglas und Absorber zu minimieren.
Welche Vorteile und Nachteile haben Flachkollektoren?
Flachkollektoren sind die unbestritten beliebteste Option, wenn es um die Konzipierung einer Solaranlage geht. Was genau zeichnet diese Kollektorenart aus? Und wo hat sie vielleicht das Nachsehen gegenüber den Röhren?
Hier die zentralen Vorteile von Flachkollektoren:
Niedrige Anschaffungskosten: Im Vergleich zu Röhrenkollektoren kosten Flachkollektoren deutlich weniger. Das Haushaltsbudget wird nicht so stark belastet.
Investitionskosten schnell wieder reingeholt: Aufgrund des niedrigen Preises hat man die Anschaffungskosten der Flachkollektoren schnell wieder durch die Effizienz eingespart. Durchschnittlich ist dies nach 8 Jahren der Fall.
Lange Lebensdauer: Dank der flachen Bauweise sind Flachkollektoren weniger stark exponiert als etwa Röhrenkollektoren. Das beeinflusst ihre Lebensdauer positiv.
Wenig Wärmeverlust: Flachkollektoren sind üblicherweise besonders gut wärmegedämmt. Dadurch hält sich der Wärmeverlust – besonders im Vergleich mit Röhrenkollektoren – stark in Grenzen.
Isolierung nicht vergessen!
Damit Ihr Flachkollektor auch wirklich das Maximum an Effektivität erreicht und eine möglichst hohe Ausbeute an Wärme liefert, müssen Sie unbedingt alle vorgeschriebenen Isolierungen aller zum Solarkreislauf gehörenden Leitungen anbringen.
Bei all den Vorteilen, die ein Flachkollektor mitbringt, hat er in einigen Punkten aber auch das Nachsehen gegenüber einem Röhrenkollektor. So lassen sich mit einem Flachkollektor die Energiekosten zwar um bis zu 25 % senken, in Sachen Effektivität kann er mit der Röhrenvariante allerdings nicht ganz mithalten.
Zudem sind speziell alte Flachkollektoren aufgrund ihrer vergleichsweise eingeschränkten Leistung nicht für die Erwärmung von Brauchwasser geeignet, sondern werden nur zur Heizungsunterstützung verwendet. Ausnahme ist natürlich, wenn die Effizienz-Nachteile durch eine entsprechend große Fläche ausgeglichen werden können. Das ist aber nicht oft der Fall, besonders nicht im Privat-Bereich. Allerdings hat sich in diesem Bereich viel getan, weshalb immer mehr Flachkollektoren auf den Markt kommen, mit deren Hilfe auch Brauchwasser erwärmt werden kann.
Werden Flachkollektoren gefördert?
Die Installation solarthermischer Anlagen (also Anlagen zur Wärmegewinnung aus Sonnenlicht) wird von staatlicher Seite gefördert. Zuständig dafür ist das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle – kurz: BAFA.
Allerdings nur dann, wenn folgende zwei Bedingungen erfüllt werden:
Kollektorfläche: Muss mindestens 9 m² betragen
Wärmespeichervolumen: Muss mindestens bei 40 Litern pro Quadratmeter der Bruttokollektoroberfläche liegen
Das BAFA fördert mittlerweile allerdings nur noch Anlagen, die sowohl die Warmwasserbereitung als auch das Heizungssystem unterstützen. (Mögliche Ausnahme: Eine besonders innovative Anlage mit überdurchschnittlich großer Kollektorfläche. Nähere Informationen finden Sie im Blogbeitrag “BAFA-Förderung”.
Flachkollektoren kaufen: Das müssen Sie beachten
Beim Kauf eines Flachkollektors für eine Solarthermie-Anlage gibt es mehrere Aspekte zu beachten, um sicherzustellen, dass das System effizient, zuverlässig und kostengünstig ist. Hier sind einige Punkte, die Sie im Auge behalten sollte:
Qualität und Material
Beschichtung: Eine selektive Beschichtung verbessert die Absorption von Sonnenenergie.
Glasabdeckung: Achten Sie auf hochwertiges, solares Sicherheitsglas. Es ist entscheidend, um eine maximale Lichtdurchlässigkeit zu gewährleisten und gleichzeitig die Struktur gegen Witterungseinflüsse wie Hagel oder Wind zu schützen. Solarglas ist speziell behandelt, um sowohl die Haltbarkeit als auch die Effizienz zu steigern.
Energieeffizienz
Wirkungsgrad: Je höher der Wirkungsgrad, desto mehr der eingefangenen Sonnenenergie wird in nutzbare thermische Energie umgewandelt. Ein hoher Wirkungsgrad ist besonders wichtig in Gegenden mit weniger Sonnenstunden oder wenn die zur Verfügung stehende Dachfläche begrenzt ist.
Zertifizierungen: Das Vorhandensein von Zertifikaten wie dem Solar Keymark in Europa gibt eine zusätzliche Sicherheit bezüglich der Qualität und Effizienz des Kollektors. Diese Zertifikate basieren auf standardisierten Tests und Überprüfungen.
Größe und Kapazität
Fläche: Die Größe des Kollektors sollte im Idealfall so gewählt werden, dass sie sowohl den Energiebedarf des Haushalts abdeckt als auch auf die zur Verfügung stehende Dach-, Boden- oder Wandfläche passt.
Leistung: Die Leistung sollte ausreichend sein, um den Bedarf zu decken, aber nicht zu hoch, um die Effizienz nicht zu beeinträchtigen.
Montage und Installation
Montagemöglichkeiten: Je nach baulichen Gegebenheiten und ästhetischen Vorlieben sollte der Flachkollektor entweder auf dem Dach, an der Fassade oder auf dem Boden montiert werden können.
Anschlussmöglichkeiten: Beachten Sie, wie der Kollektor an das bestehende Heiz- und/oder Warmwassersystem angeschlossen werden kann.
Kosten
Anschaffungskosten: Vergleichen Sie die Preise verschiedener Modelle und Hersteller.
Betriebskosten: Neben den Anschaffungskosten sind auch die laufenden Betriebskosten wichtig. Dazu zählen die Kosten für Wartung, eventuelle Reparaturen und Ersatzteile.
Garantie und Lebensdauer
Garantie: Eine längere Garantie ist oft ein Indikator für die Qualität des Produkts.
Lebensdauer: Hochwertige Flachkollektoren sind in der Regel so konstruiert, dass sie mindestens 20 Jahre lang zuverlässig funktionieren. Das ist eine wichtige Überlegung bei der Bestimmung der langfristigen Rentabilität des Systems.
Wenn Sie sich bei einem dieser Punkte unsicher sind, kann es hilfreich sein, professionelle Beratung in Anspruch zu nehmen.
Flachkollektoren: Fazit
Flachkollektoren sind nicht grundlos so beliebt in Deutschland. Die niedrigen Anschaffungskosten, die lange Lebensdauer und die stetig steigende Effektivität sorgen im Zusammenspiel für ein unschlagbar gutes Preis-Leistungs-Verhältnis. Plus: Die staatlichen Förderungen für Solaranlagen mit Flachkollektoren fallen mitunter üppig aus.
