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StartseiteForschung aktuellSonnenwärme auch bei Schnee24.07.2007

Sonnenwärme auch bei Schnee

Solare Wärmepumpe soll Sonnenenergie in Deutschland zum Durchbruch verhelfen

<strong>Technik. - In unseren Breiten ist das Heizen der Behausung allein mit Sonnenwärme bislang ein Wunschtraum, denn die Wintersonne reicht dazu nicht aus. Eine neuartige solare Wärmepumpe einer Firma aus Lörrach tritt an, dennoch der Solarthermie zum Durchbruch zu verhelfen.</strong>

Von Ralf Krauter

Heimelige Wärme auch im ärgsten Winter und ohne Öl verspricht eine neue solare Wärmepumpe. (Anne Hoffmann)
Heimelige Wärme auch im ärgsten Winter und ohne Öl verspricht eine neue solare Wärmepumpe. (Anne Hoffmann)

Die Firma Consolar mit Stammsitz im badischen Lörrach will Ein- und Zweifamilienhäuser allein mit Solarenergie beheizen – und zwar ganzjährig. Zu diesem Zweck haben die Ingenieure Warmwasser erzeugende Sonnenkollektoren mit einer Wärmepumpe gekoppelt. Solaera heißt die pfiffige Kombination, erklärt Rainer Bubacz.

"Also wir haben für den Sommer und auch für die Übergangsjahreszeit ein normales Solarthermiesystem, mit dem wir Warmwasser bereiten und auch die solare Heizungsunterstützung praktizieren. An extremen Wintertagen haben wir nicht ausreichende Strahlung, um den Wärmebedarf des Gebäudes zu decken. Und da unterstützen wir das, was an Wärme eingestrahlt wird, durch die Wärmepumpe, indem wir die Niedertemperaturwärme auf ein höheres Temperaturniveau anheben."

Rund 55 Grad Celsius heißes Wasser müssen die Sonnenkollektoren auf dem Dach und an der Fassade liefern, damit der Wärmetauscher im Keller die Innenräume vernünftig beheizen kann. Reicht die Sonneneinstrahlung dazu nicht mehr aus, schaltet Solaera sozusagen den Turbo zu: Eine Wärmepumpe, die dem lauwarmen Wasser aus den Kollektoren das Bisschen Restwärme entzieht und damit den Wasserkreislauf für die Raumheizung auf die nötige Betriebstemperatur bringt. Damit das zuverlässig funktioniert, müssen die Sonnenkollektoren auch im Winter selbst dann noch vorgewärmtes Wasser liefern, wenn die Sonne mal nicht scheint - also nachts oder bei bedecktem Himmel. Klingt eigentlich unmöglich, doch die badischen Solartüftler haben eine Lösung gefunden.

"Wir nutzen einmal von der oberen Seite die Strahlung, so welche vorhanden ist. Ist keine Strahlung vorhanden, nutzen wir den Kollektor auch bei Nacht, indem wir Luft über den Kollektor blasen und die Wärme an das Solarfluid, an die Solarflüssigkeit übergeben."

Kleine Ventilatoren in den Kollektoren beströmen deren schwarze Heizschlangen bei Bedarf mit Umgebungsluft und erwärmen die darin zirkulierende Mischung aus Wasser und Frostschutzmittel dadurch stark genug, damit die Wärmepumpe ihren Dienst tun kann. Wird das vorgewärmte Kollektorwasser gerade einmal nicht benötigt, wird seine Energie in einem neuartigen Latentwärmespeicher zwischengelagert, der so kompakt ist, dass er in jedem Heizungskeller Platz findet. Das Ausnutzen der Schmelzwärme von Wasser macht’s möglich.

"Das heißt, dieser kleine Speicher mit 320 Litern Wasservolumen wird heruntergekühlt auf minus 20 Grad im Extremfall. Und wir nutzen hier den Phasensprung, das heißt die Latentwärme durch das Schmelzen beziehungsweise Gefrieren des Eises – so dass wir rechnerisch auf ein Speichervolumen von etwa 2500 Litern kommen."

Allerdings ist das Ganze technisches Neuland, das so seine Tücken birgt. Das haben die seit Ende 2006 laufenden Praxistests ergeben.

"Es hat sich gezeigt bei der Installation der ersten Feldtestanlagen, dass der Heizungsbauer umdenken muss. Die Isolierung kann nicht wie herkömmlich bei Solaranlagen gegen Wärmeschutz nur ausgerichtet sein, sondern es ist eine Dampfdiffusionsdichteisolierung notwendig, ähnlich wie bei Kälteanlagen, die wasserdampfdiffusionsdicht ist. Hier kam’s zur Kondensation von Wasserdampf aus der Raumluft, der sich an den Rohrleitungen niedergeschlagen hat und dadurch die Isolierungen zu zerstören drohte."

15 bis 20 Neubauten will Consolar dieses Jahr noch mit seiner solargetriebenen Wärmepumpe ausrüsten. Genaue Zahlen gibt es zwar noch nicht. Doch Rainer Bubacz ist überzeugt, dass sich die Investition nicht nur für das grüne Gewissen überzeugter Klimaschützer rechnet, sondern auch für scharf kalkulierende Häuslebauer.

"Die Werte, die wir bisher haben, basieren auf einer Simulationsrechnung. Aber wir gehen davon aus, dass wir den Energiebedarf eines Einfamilienhauses, so wie’s nach der Energiesparverordnung geplant wird, mit circa 10.000 Kilowattstunden und einem Heizwärmebedarf von sechs bis sieben Kilowatt vollständig decken können."

Wenn die Entwickler Recht behalten, könnte die Vision vom ganzjährig vollständig solar beheizten Eigenheim bald auch für Otto-Normalverbraucher in Mitteleuropa Wirklichkeit werden.

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