Großflächen-Solarkollektoren: Spezialisten für Optik und Ertrag

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 und von Gasokol aus Österreich. Gasokol stellt Fassadenkollektoren und Indachlösungen her. Retec Solar fertigt die Solarkollektoren, die der Sonnenhausspezialist Fasa einsetzt, die häufig an die Fassadengestaltung angepasst sind.

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 sowie 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

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.

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

Überblick über Großflächenkollektoren. Quelle: Solar Keymark Datenblätter