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Solarthermie im Winter: Ertrag maximieren trotz wenig Sonne
Solarthermie funktioniert auch im Winter, doch die Erträge sind geringer. Erfahren Sie, wie Sie Ihre Anlage optimieren und auch in der kalten Jahreszeit effizient nutzen.
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Microsoft Katja (Neural, deutsch)
Solarthermie im Winter ist für viele Anlagenbetreiber ein Thema, das Fragen aufwirft. Während die Anlagen in den Sommermonaten reichlich Wärme produzieren, sinken die Erträge in der kalten Jahreszeit deutlich. Dennoch leistet eine gut geplante und optimierte Solarthermieanlage auch im Winter einen wertvollen Beitrag zur Wärmeversorgung. Dieser Artikel beleuchtet die physikalischen Hintergründe und gibt praktische Tipps zur Ertragsoptimierung.
Die solaren Erträge in den Wintermonaten sind in Deutschland aufgrund mehrerer Faktoren eingeschränkt. Die Sonnenscheindauer ist kürzer, der Sonnenstand niedriger und die Wahrscheinlichkeit für bewölktes Wetter höher. In den Monaten November bis Februar beträgt die solare Einstrahlung auf eine horizontal ausgerichtete Fläche nur etwa 10 bis 20 Prozent der sommerlichen Werte. Auf eine optimal nach Süden geneigte Fläche sind die Werte etwas besser, da der niedrige Sonnenstand durch eine steilere Neigung teilweise kompensiert wird.
Die optimale Neigung der Kollektoren für die Winternutzung unterscheidet sich von der für die Sommernutzung. Während im Sommer eine Neigung von 25 bis 30 Grad optimal ist, sind für den Winter Neigungswinkel von 55 bis 65 Grad besser geeignet. Diese steilen Winkel fangen den niedrigen Sonnenstand besser ein und sorgen gleichzeitig dafür, dass Schnee leichter abrutscht. Für ganzjährige Anlagen ist ein Kompromisswinkel von etwa 40 bis 45 Grad sinnvoll.
Die Kollektorwahl hat einen erheblichen Einfluss auf den Winterertrag. Vakuumröhrenkollektoren sind in den kalten Monaten deutlich leistungsfähiger als Flachkollektoren. Das Vakuum in den Röhren reduziert die Wärmeverluste an die kalte Umgebungsluft erheblich, sodass auch bei niedrigen Außentemperaturen und geringer Einstrahlung noch nutzbare Wärme gewonnen werden kann. Die Mehrkosten für Vakuumröhrenkollektoren amortisieren sich besonders schnell, wenn die Anlage auch für die Heizungsunterstützung im Winter genutzt wird.
Schnee auf den Kollektoren kann den Ertrag vorübergehend auf null reduzieren. Die dunkle Oberfläche der Kollektoren sorgt bei Sonnenschein dafür, dass Schnee relativ schnell abtaut und abrutscht, vorausgesetzt die Neigung ist ausreichend steil. Ein Neigungswinkel von mindestens 30 Grad erleichtert das Abrutschen des Schnees. Von einer manuellen Schneeräumung auf dem Dach wird aus Sicherheitsgründen in der Regel abgeraten, es sei denn, der Zugang ist gefahrlos möglich.
Die Speicherstrategie ist im Winter besonders wichtig. Ein ausreichend großer Speicher kann die während der wenigen Sonnenstunden gewonnene Wärme aufnehmen und über die langen Nachtstunden und bewölkten Tage verteilen. Für Anlagen mit Heizungsunterstützung werden Speicher mit einem Volumen von 50 bis 80 Litern pro Quadratmeter Kollektorfläche empfohlen. Eine gute Schichtung im Speicher stellt sicher, dass das heiße Wasser im oberen Bereich für die Trinkwassererwärmung verfügbar ist, während das kühlere Wasser im unteren Bereich für die Heizungsunterstützung genutzt werden kann.
