Spezielle Solarkollektoren in großen Formaten kommen in der Gebäudeintegration und in Solarheizwerken für die Fernwärme und die Prozesswärme zum Einsatz.

Großflächenkollektoren sind das Kraftpaket der Solarthermie. Sie bringen eine Vielfaches an Wärmeleistung im Vergleich zum einem Standard-Solarkollektor. Mit Mittel- und Nordeuropa bietet mittlerweile eine Reihe von Herstellern solche Großflächenkollektoren an, einige haben sich auch auf diese spezialisiert. Bei der Anwendung muss man zwei Bereiche unterscheiden: Die gebäudeintegrierte Solarthermie und Solarkollektoren, die in Solarheizwerken für Fernwärme und anderen solarthermischen Großanlagen zum Einsatz kommen.

Modelle für die gebäudeintegrierte Solarthermie

In der gebäudeintegrierten Solarthermie sind die großen Formate zugleich Dach- oder Fassadenelemente. Hierbei kommt es auf eine flexible Anpassung an die Gegebenheiten des Bauwerks an. Der österreichische Hersteller Siko Solar gehört zu den Unternehmen die den Bereich der Gebäudeintegration im Blick haben, um diese in Fassaden- oder Balkonanlagen zu verbauen. Die Modelle des Solarpioniers decken dank eines Rastermaßes ein breites Spektrum an Größen ab. Dieses Raster reicht von 2,1 m bis 10,4 Breite und 1,1 bis 6,1 m Höhe. Der Größte dieser Sonnenfänger kommt immerhin auf eine Leistung von rund 44 kW. Zudem gibt es drei verschiedene Absorberfarben, um den Architekten ein Höchstmaß an Gestaltungsfreiraum bieten zu können.

Ähnlich modular aufbaut sind die Großflächenkollektoren von SST Solar, die von 2 bis 8 m Breite und 1 bis 3 m Höhe reichen. Das Unternehmen produziert Großflächenkollektoren für Gebäude als Indach- oder Aufdach-Variante. Doma Solartechnik, Tochterunternehmen des Schweizer Kollektorherstellers Ernst Schweizer AG, produziert Großflächenkollektoren im österreichischen Satteins und hat neben 25 verschieden Indachgrößen auch Aufdach-Varianten und eine spezielle Form für Flachdächer im Produktspektrum. Darüber hinaus fertigt Doma auch Sonderanfertigungen, nach Abmessungen nach Kundenwunsch. Sonderanfertigungen sind auch das Metier des deutschen Herstellers Retec Solar. Das Unternehmen fertigt die Solarkollektoren, die der Sonnenhausspezialist Fasa einsetzt.

Solarkollektoren für Fernwärme und Prozesswärme          

Greenonetec, der europäische Marktführer für Flachkollektoren, ist ebenfalls in Österreich ansässig. Das Unternehmen hat einen Großflächenkollektor im Produktspektrum, der liegend ausgeführt ist. Das hat den Vorteil, dass er vom Boden aus nicht sichtbar ist, wenn er auf Flachdächern installiert wird. Dieser Kollektor wird oft bei Wohnanlagenprojekten eingesetzt. Greenonetec fertigt insgesamt drei verschiedene Ausführungen von Großflächenkollektoren im Leistungsbereich von 3,5 bis 9,5 Kilowatt. Dazu gehören auch Kollektoren mit Doppelverglasung. Der Marktführer produziert mittlerweile auch die Großflächenkollektoren, die in vielen dänischen Fernwärmenetzen zum Einsatz kommen. Denn das Unternehmen hat die Fertigung vom dänischen Hersteller Arcon-Sunmark übernommen, nachdem dieser Spezialist für Solarheizwerke im Jahr 2019 sein Geschäft aufgeben musste.

Bei Großflächenkollektoren, die in Solarheizwerken Wärme für Wärmenetze oder industrielle Prozess bereitstellen, kommt nicht auf Flexibilität sondern auf niedrige Kosten an. Diese Kollektoren sind auf Wärmeertrag optimiert und sollen möglichst hohe Temperaturen liefern. Zu den Herstellern solcher Modelle gehören die deutschen Hersteller Viessmann, Solvis und Solmetall auch Gasokol aus Österreich und Savosolar aus Finnland. Auch Savosolar ist ein Spezialist für Großflächenkollektoren und bietet doppelt verglaste Modelle an. Das Unternehmen hat die flexiblen Kollektorverbindungen in das gedämmte Kollektorgehäuse verlegt, um die Wärmeverluste zu reduzieren. Das Montagesystem ist so konzipiert, das immer zwei Kollektoren auf derselben Stütze liegen. Das soll Zeit und Kosten bei der Installation einsparen.

Vakuumröhrenkollektoren für solarthermische Großanlagen

Auch bei den Vakuumröhrenkollektoren gibt es spezielle Bauformen für solarthermische Großanlagen. Solche stellen die deutschen Unternehmen Akotec und Viessmann her. Dass Solarheizwerke nicht unbedingt solcher Spezialkollektoren benötigen, zeigt das Beispiel Ritter XL Solar. Beim Marktführer für Vakuumröhren-Großanlagen kommen Varianten mit 21 Vakuumröhren zum Einsatz, die mit gleicher Röhrenanzahl auch für den Einfamilienhausbereich geeignet sind.

Leistungsvergleich von Solarkollektoren für Fernwärme

Zu sehen ist ein Leistungsvergleich von Solarkollektoren für die Fernwärme bei 50 °C mittlerer Kollektortemperatur.
Grafik 1: Spezifischer Kollektorjahresertrag pro Quadratmeter für den Standort Würzburg in Deutschland bei einer mittleren Fluidtemperatur von 50 °C für eine Auswahl von Großflächenkollektoren. Quelle: Solar Keymark Datenblätter

Für den Vergleich der Leistungsfähigkeit von Großflächenkollektoren können die Leistungsdaten aus dem Solar Keymark Zertifikat dienen. Auf der Basis der gemessenen Werte berechnen die Prüfinstitute einen Kollektorjahresertrag für verschiedene europäische Standorte und mittlere Kollektortemperaturen. Die Grafik 1 zeigt die Ergebnisse für den spezifischen Kollektorjahresertrag pro Quadratmeter für den Standort Würzburg in Deutschland bei einer mittleren Fluidtemperatur von 50 °C, Grafik 2 für die mittlere Fluidtemperatur von 75 °C.

Zu sehen ist ein Leistungsvergleich von Solarkollektoren für die Fernwärme bei 75 °C mittlerer Kollektortemperatur.
Grafik 2: Spezifischer Kollektorjahresertrag pro Quadratmeter für den Standort Würzburg in Deutschland bei einer mittleren Fluidtemperatur von 75 °C für eine Auswahl von Großflächenkollektoren. Quelle: Solar Keymark Datenblätter

Bei 50 °C schneiden die doppelt verglasten Großflächenkollektoren gut ab und halten mit den Vakuumröhrenkollektoren mit. Die Modelle von Savosolar und Greenonetec sind sogar besser als die Vakuumröhrenvarianten von Akotec und Viessmann, nur an den Ritter-Kollektor reichen sie nicht heran. Bei 75 °C sieht es dann anders aus: Hier liegen die Vakuumröhrenkollektoren eindeutig vor den doppelverglasten Großflächenkollektoren. Die einfach verglasten Varianten schneiden aber wiederum wie erwartet am schlechtesten ab.

Übersichtstabelle für Großflächenkollektoren

HerstellerModellKollektorartBruttofläche [m2]Stagnationst. [°C]Jahresertrag Würzburg bei 50 °C [kWh/a]  Jahresertrag Würzburg bei 75 °C [kWh/a]
GasokolgigaSol 86MFlachkollektor8,6620034162035
GasokolgigaSol 120Flachkollektor12,0020034162035
GreenonetecGK HAT 13,6Flachkollektor13,6022079825283
GreenonetecGK3802Flachkollektor7,8620141122581
GreenonetecGK3803 SFlachkollektor7,4121444062901
GreenonetecGK3133 SFlachkollektor12,3521473444834
KBBK4GigaFlachkollektor9,9421055473615
KBBK5GigaFlachkollektor12,4221069314516
ÖkotechGS2Flachkollektor10,52k.A.k.A.k.A.
Retec SolarRS 10/14Flachkollektor10,27k.A.38922239
Savo-SolarSF500-15SG-MFlachkollektor15,96k.A.95766480
SolvisFera F 802 D ARFlachkollektor8,4020954292474
SolvisFera F 802 S ARFlachkollektor8,4020941062474
SolvisFera F 803 I ARFlachkollektor8,4021043922708
SST ECO A  8300Flachkollektor23,90189114136859
SST ECO E  8300Flachkollektor23,90190112816910
ViessmannVitosol 200-F XL8Flachkollektor7,91k.A.46513243
ViessmannVitosol 100-F XL8Flachkollektor7,9121444122910
ViessmannVitosol 100-F XL13Flachkollektor13,1721473464845
KBBK4Giga+Flachkollektor mit Folie9,9424057624106
KBBK5Giga+ Flachkollektor mit Folie12,4024072005131
GreenonetecGK3803 Flachkollektor mit Doppelverglasung7,4121846463238
GreenonetecGK3133 Flachkollektor mit Doppelverglasung12,3521877445396
Savo-SolarSF500_15DGFlachkollektor mit Doppelverglasung15,9624199397381
ViessmannVitosol 200-T SPX-5Vakuumröhrenk.5,0535030722559
Ritter XLAqua Plasma 19/50Vakuumröhrenk.5,0133833122986
AkotecMegaVakuumröhrenk.12,9917079347306

Überblick über Großflächenkollektoren. Quelle: Solar Keymark Datenblätter