Was ist ein Flachkollektor?
Flachkollektoren sind ein wichtiger Bestandteil von Solarthermieanlagen und stellen das solarthermische Äquivalent zu den Solarmodulen von Photovoltaik-Anlagen dar. Flachkollektoren dienen dazu klimafreundliche und kostenfreie Sonnenenergie einzufangen und diese für die Warmwasseraufbereitung und Heizungsunterstützung zu nützen. Neben den Flachkollektoren gibt es in der Solarthermie auch die effizienteren, aber teureren Vakuumröhrenkollektoren.
Aufbau, Montage und Funktionsweise von Flachkollektoren
Flachkollektoren sind flache sowie ebene Absorberflächen, welche zur Sonne ausgerichtet werden, und keine Krümmung oder ähnliches haben. Die Montage von Flachkollektoren erfolgt üblicherweise auf Hausdächern, wobei sowohl die Montage auf Flachdächern als auch auf Schrägdächern möglich ist. Bei der Montage auf Flachdächern werden Flachkollektoren geneigt aufgestellt, um die Sonnenstrahlung möglichst optimal einzufangen.
Flachkollektoren bestehen aus einer Abdeckung, zumeist Solarglas, welche die Sonneneinstrahlung in das Innere des Kollektors lässt, das Entweichen von Wärme verhindert und das Innenleben des Flackollektors schützt. Im Inneren des Flachkollektors befindet sich ein Absorberblech, meistens Kupferabsorber, welches mit einer speziellen Oberflächenbeschichtung ausgestattet ist. Die Oberflächenbeschichtung dient dazu, die Sonnenstrahlung optimal aufzunehmen und die im Solarkreislauf enthaltene Solarflüssigkeit zu erwärmen. Die Solarflüssigkeit transportiert die Wärme dann von den Flachkollektoren zu einem Warmwasser- oder Pufferspeicher, wodurch die Energie zur Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung genutzt werden kann.
Auf der Vorder- und Rückseite des Gehäuses der Flachkollektoren befindet sich eine Wärmedämmung, die Wärmeverluste minimiert, und ein Gestell sowie Rahmen verankern die Flachkollektoren sicher am Dach. Flachkollektoren werden aus Korrosions- und UV-beständigen Materialien gefertigt, um eine möglichst lange Lebensdauer zu sichern.
Vor- und Nachteile von Flachkollektoren
Flachkollektoren sind günstiger in der Anschaffung als ihr Gegenstück, die Vakuumröhrenkollektoren. Zusätzlich werden Flachkollektoren staatlich gefördert. Da Flachkollektoren die erste gängige Bauweise waren, ist die Technik bereits sehr gut ausgereift und der Betrieb sowie Installation verlaufen üblicherweise ohne jegliche Probleme. Des Weiteren ist bei Flachkollektoren eine dachintegrierte Montage mögliche, wodurch besonders wenig Angriffsfläche für Witterung besteht.
Im Gegensatz zu den Vakuumröhrenkollektoren können Flachkollektoren aufgrund ihrer flachen Bauweise keine seitliche Sonneneinstrahlung aufnehmen. Auch der Wärmeverlust ist höher als bei Vakuumröhrenkollektoren: Der Wirkungsgrad liegt mit etwa 55 bis 60 Prozent gute 30 Prozent unter dem von Röhrenkollektoren. Zudem sollte ausreichend Platz auf dem Dach vorhanden sein, da Flachkollektoren mehr Fläche für die gleiche Heizleistung benötigen. Grundsätzlich wird für die Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung empfohlen, dass pro 10 Quadratmeter Heizfläche etwa 1 Quadratmeter Kollektorfläche installiert wird. Soll der Flachkollektor lediglich die Warmwasserbereitung unterstützen, werden etwa 1,5 Quadratmeter Kollektorfläche pro im Haushalt lebender Person empfohlen.