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Wie hoch ist der Wirkungsgrad einer Solarthermie-Anlage?

Bevor man sich für eine Solarthermie entscheidet, kreisen die Gedanken sicherlich neben dem umweltfreundlichen Aspekt auch um die Wirtschaftlichkeit einer solarthermischen Anlage. Um die Effizienz dieser Solaranlagen zu ermitteln, kommt man auch um den Wirkungsgrad nicht drumherum. Doch wie berechnet man diesen? Und was sagt dieser über die Solarthermieanlage aus?

Wie wird die Leistung der Solarthermie angegeben?

Wer sich mit der Solarthermie beschäftigt hat wird wissen, dass eine solarthermische Anlage, welche nur zur Trinkwassererwärmung eingesetzt wird, ungefähr 50 bis 65 Prozent der bisherigen Energiekosten einsparen kann. Und eine Kombianlage, welche zusätzlich noch die Heizung unterstützt, immerhin noch auf etwa 20 bis 30 Prozent den Jahresbedarf an Heizenergie senken kann. Um die Leistung der Solaranlage jedoch konkreter zu bestimmen, sollte man allerdings den Unterschied von Deckungs-, Wirkungs- und Nutzungsgrad kennen.

Der solare Deckungsgrad

Jeder Haushalt hat seinen eigenen Gesamtenergiebedarf, welcher im Jahr verbraucht wird. Der solare Deckungsgrad gibt nun an, wie viel von diesem Gesamtenergiebedarf die eigene Solarthermieanlage abdecken kann beziehungsweise zur Verfügung stellt. Allerdings sind die vom Hersteller angegebenen Zahlen eher Richtwerte, weil der tatsächliche Deckungsgrad von vielen Faktoren abhängig ist. So beeinflussen Größe und Qualität der Kollektoren den Deckungsgrad ebenso wie die Dauer und Intensität der Sonneneinstrahlung. Aber auch die Beschaffenheit des Pufferspeichers und der wirkliche Verbrauch der Hausbewohner spielen eine wichtige Rolle bei der exakten Berechnung des solaren Deckungsgrades.

Da der Deckungsgrad von der Sonneneinstrahlung abhängig ist, kommt es hier auch zur unterschiedlichen Energieabdeckung durch die Jahreszeiten. In den Sommermonaten ist es durchaus möglich, dass der solare Deckungsgrad 100 Prozent beträgt. In der dunklen Jahreszeit wiederum sind die Werte jedoch oft unterirdisch. Daher rechnet man mit einem Jahresdurchschnitt von 40 bis 60 Prozent bei solarthermischen Anlagen für die Warmwasserbereitung.

Bei Kombianlagen sieht das Ganze wieder etwas anders aus. Hier hat der solare Deckungsgrad eher wenig Aussagekraft, da hier noch mehr individuelle Gegebenheiten berücksichtigt werden müssen. Schon allein die Dämmung des Hauses macht hier einen gravierenden Unterschied aus. Bei einer normalen Dämmung beläuft sich der solare Deckungsgrad Durchschnittlich auf 20 Prozent. Handelt es sich bei dem zu beheizenden Haus jedoch um ein Niedrigenergiehaus, führt die spezielle Dämmung zu einem Deckungsgrad von bis zu 60 Prozent.

Der Wirkungsgrad

dampfender DuschkopfAuch der Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage ist von der Dauer und Intensität der Sonne abhängig. Dieser beschreibt jedoch das Verhältnis zwischen der tatsächlich genutzten Energie und der dafür aufgebrachten Energie an. Umso mehr der eingesetzten Energie am Ende auch verwendet wird, desto besser ist auch die Bilanz des solaren Wirkungsgrades. Dementsprechend sollte hier ein möglichst hoher Wert angestrebt werden. Allerdings gibt es immer ein bisschen Schwund durch etwaigen Leistungsverlust oder auch durch Wärmeabgabe an die Umgebungsluft.

Trotz der ganzen Verlustrechnungen erreichen moderne Solarthermieanlagen mittlerweile einen Wirkungsgrad von 50 Prozent. Das wiederum bedeutet das die Hälfte der Strahlungsenergie in nutzbare Energie umgewandelt werden kann.

Bei diesen Werten ist aber Vorsicht geboten. Denn Wirkungsgrad ist hier nicht gleich Wirkungsgrad. So kann dieser angeben welchen Wirkungsgrad einzelne Komponenten oder auch die ganze Anlage erzielen. Daher sollte man sich vorher genau darüber informieren welche Bauteile mit in die Berechnung des Wirkungsgrades einbezogen worden. Stolpert man jedoch über den Begriff Systemwirkungsgrad, kann man sich ziemlich sicher sein, dass die komplette Anlage in allen Einzelteilen berechnet wurde.

Der Nutzungsgrad

Um zu beschreiben wie effizient die solarthermische Anlage die ihr zur Verfügung stehende Energie nutzt, wird der Nutzungsgrad angegeben. Hier steht das Verhältnis zwischen dem Nutzen und der dafür aufgebrachten Energie im Vordergrund. Bei diesem Wert ist der zugrunde gelegte Zeitraum ausschlaggebend und nicht der Zeitpunkt. So werden auch Stillstandphasen berücksichtigt um diesen Wert zu errechnen. In aller Regel wird hier ein Zeitraum von einem Jahr festgelegt. Dies macht die Beurteilung übersichtlicher und man kann die Werte besser miteinander vergleichen.

ThermostatAuch hier gilt: Ist der Jahresnutzungsgrad umso höher, desto besser schneidet die Solarthermie ab. Auch Stiftung Warentest lies es sich nicht nehmen verschiedene solarthermische Anlagen auf deren Nutzungsgrad zu testen und kam durchaus auf Ergebnisse von 32,5 bis 45 Prozent.

Viel bringt viel: Selbstverständlich hängt die Energieeffizienz auch von der Größe der Kollektorfläche ab. Allerdings sinkt hier der solare Nutzungsgrad, wenn die einzelnen Komponenten der Solaranlage nicht optimal aufeinander abgestimmt sind. Grund dafür ist, dass die Sonnenkollektoren im Sommer mehr Energie aufnehmen als der Haushalt verbrauchen kann. An dieser Stelle stimmt das Sprichwort also nicht wirklich.

Fazit

Durch Leistungsschwankungen und individuelle Faktoren ist die Effizienz einer Solarthermieanlage nur schwer zu beziffern. Sie ist von den äußeren Umwelteinflüssen abhängig und schwankt daher von Jahreszeit zu Jahreszeit. Mithilfe eines optimal dimensionierten Puffer- oder Hygienespeichers können zwar kurzfristige Schwankungen innerhalb von ein paar Wochen ausgeglichen werden. Jedoch fällt der Deckungsgrad im Winter rapide ab, wo er doch in den Sommermonaten konstant für warmes Wasser gesorgt hat. Das ist auch der Grund warum eine solarthermische Anlage noch nicht als alleinige Heizung herhalten kann. In Kombination mit einer Erdwärmepumpe oder einer Pelletheizung, heizt man dennoch auf umweltfreundliche Weise und schont zudem das Portemonnaie. Alle Komponenten für ein starkes Heiz-Team findet man im Shop von ofen.de.

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