Solarthermie


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<img class=“wp-image-4413″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/01_Icon_Was_50px_weiss.png“ alt=““> Was ist das?

Was ist das?

Solarthermie ist die Nutzung der Sonnenenergie in Form von Wärme. Solarthermie kann in kleinem Maßstab mit einem Solarspeicher zur Warmwasserbereitung sowie in großem Maßstab zur Einspeisung in ein Wärmenetz, als Quelle für eine Wärmepumpe oder zur Unterstützung anderer Wärmeprozesse genutzt werden.

Unterschied zwischen Sonnenkollektor und Solarmodul

Ein Sonnenkollektor oder Solarkollektor wandelt Sonnenlicht in Wärme um. Dies steht im Gegensatz zu einem Solarmodul, das Sonnenlicht in Strom umwandelt. Ein solches Solarmodul oder Solarpanel wird auch als PV-Modul bezeichnet: PV ist die Abkürzung für Photo (Licht) Voltaik (Elektrizität).

Es gibt auch Module, die Wärme und Strom liefern. Dieses PVT-System (das T steht für thermisch) ist eine Kombination aus einem PV-Modul und einem herkömmlichen Solarkollektor in einem Modul. Die gelieferte Temperatur ist in der Regel niedriger als bei „gewöhnlichen“ Sonnenkollektoren, da diese in der Regel keine Glasabdeckung haben. Sie können gut als Quelle für eine Wärmepumpe dienen. Bestimmte PVT-Module können auch der Außenluft Wärme entziehen und dann im Winter als geräuscharme Quelle für eine Wärmepumpe dienen.

Saisonaler Effekt

Die Sonneneinstrahlung ist in Deutschland nicht überall gleich. So steigt die Einstrahlung z. B. nach Süden hin an. In den Niederlanden ist sie überall mehr oder weniger gleich. Allerdings ist der Ertrag im Sommer wesentlich höher als im Winter. Aus diesem Grund ist die Solarthermie für die Warmwasserbereitung besonders interessant. Schließlich brauchen Sie warmes Leitungswasser auch im Sommer, während Sie die Raumheizung nur im Winter benötigen, wenn weniger Sonnenwärme verfügbar ist. Mit einem Solarspeicher können Sie etwa die Hälfte des Warmwasserbedarfs nachhaltig decken. Bei der Raumheizung ist dies weniger der Fall, da die Wärme im Winter benötigt wird, wenn der Ertrag der Kollektoren geringer ist.

Sie können die Sonnenwärme des Sommers für den Heizbedarf im Winter nutzen, aber dann brauchen Sie einen saisonalen Speicher. Die individuelle, kleinräumige saisonale Speicherung benötigt viel Platz und ist relativ teuer. Eine groß angelegte saisonale Speicherung funktioniert besser.

<img class=“wp-image-4415″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/02_Icon_Wo_50px_weiss.png“ alt=““> Wo ist der Einsatz sinnvoll?

Wo ist der Einsatz sinnvoll?

Solarthermie lässt sich individuell pro Gebäude oder Wohnung angewendet, so dass eine schrittweise Entwicklung hin zu einer regenerativen Wärmeversorgung möglich ist. Es sind verschiedene Kombinationen von Solarkollektoren oder PVT-Kollektoren in Verbindung mit einer Wärmepumpe möglich.

Bei kollektiven Wärmenetzen werden die Solarkollektoren häufig auf dem Feld, d.h. auf dem Boden, aufgestellt. Allerdings muss dafür ausreichend Platz vorhanden sein und der Grundstückspreis darf nicht zu hoch sein. Wenn Solarkollektoren für ein Wärmenetz eingesetzt werden, dann oft für ein ganzes Quartier oder Stadtviertel.

Es sind viele verschiedene Kombinationen verschiedener Arten von Solarkollektoren oder PVT-Modulen mit Hochtemperaturspeichern oder Niedertemperaturspeichern im Erdreich möglich. Oft ist auch eine Wärmepumpe Teil des Systems. Für jeden Standort muss die optimale Lösung ermittelt werden. In den Niederlanden sowie Deutschland gibt es noch nicht viele Beispiele für Quartiere, die Solarenergie für die kollektive Wärmeversorgung nutzen.

Solarkollektoren können auch in der Industrie oder im Gartenbau eingesetzt werden. In den Niederlanden gibt es eine Reihe von Projekten, bei denen Gewächshäuser ein großes Solarkollektorfeld nutzen. Auch das größte Solarkollektorfeld der Niederlande wird hierfür genutzt. In der Industrie gibt es in den Niederlanden nur wenige Anwendungen, vor allem für die Erzeugung von heißem Leitungswasser im Lebensmittelsektor und in Wäschereien.

<img class=“wp-image-4417″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/03_Icon_nachhaltig_50px_weiss.png“ alt=““> Wie nachhaltig ist es?

Wie nachhaltig ist es?

Solarthermie ist eine Form der Sonnenenergie und daher erneuerbar. In der Regel ist jedoch ein zusätzliches System erforderlich, um im Winter ausreichend Wärme zu erzeugen. Dabei handelt es sich häufig um eine Zentralheizung, einen elektrischen Heizstab oder eine Wärmepumpe.

Ein Solarkollektor ist sehr robust und kann 25 Jahre halten. Auch die Speicher haben eine lange Lebensdauer, wenn man das richtige Material verwendet. Es ist wichtig, einen Solarspeicher mit guter Dämmung zu wählen, um den Wärmeverlust so weit wie möglich zu begrenzen.

<img class=“wp-image-4419″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/04_Icon_Akteure_50px_weiss.png“ alt=““> Wer ist beteiligt?

Wer ist beteiligt?

Welche Parteien beteiligt sind, hängt sehr stark von der solarthermischen Anwendung ab. Die Rolle der einzelnen Parteien wird daher für die verschiedenen Anwendungen angegeben

Gebäudeeigentümer / -nutzer

Für eine Anwendung auf dem Niveau einer einzelnen Wohnung, wie z. B. durch eine solare Warmwasserbereitung oder eine PVT-Anlage mit Wärmepumpe, kann der Eigentümer der Wohnung entscheiden.

Im Falle eines Wärmenetzes, das mit Solarwärme betrieben wird, muss der Eigentümer der Wohnung einen Anschluss an ein Wärmenetz vornehmen. Solare Wärmenetze sind in der Regel nicht sehr groß, und häufig ist eine lokale Energiegenossenschaft an der Entwicklung beteiligt.

Betreiber von Solarkollektorfeldern und Wärmenetzen

Wenn ein Wärmenetz mit einem Solarkollektorfeld errichtet wird, ist ein Betreiber erforderlich. Dabei kann es sich um einen bestehenden Betreiber von Wärmenetzen, aber auch um eine lokale Energiegenossenschaft handeln. Sie müssen über ausreichende Kenntnisse verfügen, um das Wärmenetz zuverlässig zu betreiben.

Kommune

Die Kommune spielt bei den einzelnen Systemen nur eine begrenzte Rolle, kann aber bei der Bereitstellung von Informationen eine Rolle spielen.

Für ein Wärmenetz, das mit Solarwärme betrieben wird, ist es für die Gemeinde von großer Bedeutung, einen Partner zu finden, der ein Wärmenetz und ein Kollektorfeld baut und betreibt. Die Kommune spielt auch eine Rolle in der Raumordnungspolitik sowie als Genehmigungsbehörde, wenn die Nutzung von Solarenergie in großem Maßstab erlaubt werden soll. Bei gesellschaftlichen Einrichtungen wie Sporthallen und Schwimmbädern bestimmt die Kommune selbst, welche energetischen Maßnahmen erforderlich sind.

Netzbetreiber

Der Netzbetreiber der Strom- und Gasnetze spielt keine große Rolle. Im Falle der Solarthermie ist in der Regel kein Ausbau des Netzes erforderlich. Bei Kombination mit einer PVT oder einer Wärmepumpe kann eine Erhöhung der Netzkapazität erforderlich sein. Für Stadtwerke jedoch kann der Betrieb eines solaren Wärmenetzes ein weiteres Geschäftsfeld sein, wie z. B. bei den Stadtwerke Kempen.

<img class=“wp-image-4421″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/05_Icon_Technik_50px_weiss.png“ alt=““> Stand der Technik

Stand der Technik

Aktuelle Anwendung

Der Solarspeicher ist eine bekannte Technologie, die bereits seit fast 40 Jahren eingesetzt wird, und es gibt eine Reihe inländischer Hersteller. In den Niederlanden gibt es mehr als 100.000 Solarspeicher in Haushalten.

Es gibt weit weniger große Anlagen. Das größte Wohnprojekt in den Niederlanden ist die Solarinsel in Almere. Außerdem gibt es eine Reihe kleinerer Projekte und Projekte in Vorbereitung. Bei den Gewächshäusern gibt es eine Reihe von Großprojekten, wie z. B. ein 9300 m² großes Kollektorfeld für einen Freesienzüchter. In Dänemark gibt es inzwischen eine große Zahl von Projekten, bei denen Solarwärme in ein Wärmenetz eingespeist wird. In den meisten Fällen wird dies mit einer kurzfristigen Speicherung kombiniert, in einigen Fällen auch mit einer saisonalen Speicherung.

Die Kombination von Solarwärme mit Wärmepumpen wird von verschiedenen Seiten entwickelt, getestet und in der Praxis erfolgreich erprobt. Es gibt noch keinen großen Markt. Dies ist vor allem darauf zurückzuführen, dass die Endnutzer und Entscheidungsträger im Allgemeinen nicht damit vertraut sind.

Die PVT-Kollektoren werden von verschiedenen Herstellern produziert; es gibt mehrere niederländische Anbieter. Sie konzentrieren sich jetzt hauptsächlich auf die Kombination mit Wärmepumpen. 

Erwartete Entwicklungen

Vor allem im Bereich der Kombinationen von Solarwärme mit anderen Techniken ist eine starke Entwicklung zu beobachten. Vor allem bei der Kombination von photovoltaisch-thermischen Kollektoren (PVT) mit Wärmepumpen gibt es Innovationen, um sie zu verbessern und eine gute Leistung im Winter zu gewährleisten. Für die saisonale Wärmespeicherung gibt es die Entwicklung der so genannten thermochemischen Wärmespeicherung (die Wärmebatterie) und die Speicherung in einem Speicher auf Quartiersniveau. Auf diese Weise kann die Wärme effizient und langfristig gespeichert werden. Dies befindet sich derzeit noch in der Forschungsphase.

Durch neue technologische Entwicklungen und Anwendungen kann man davon ausgehen, dass die Solarwärme in einer erdgasfreien gebauten Umwelt eine wichtigere Rolle spielen wird.

<img class=“wp-image-4423″ style=“width: 25px;“ src=“https://taskforce.wiefm.eu/wp-content/uploads/2022/01/06_Icon_Beispiel_50px_weiss.png“ alt=““> Beispiel-Projekte

Beispiel-Projekte

Große Solarwärmeprojekte in Europa sind in der Datenbank Solar District Heating zu finden.