Flachkollektor oder Röhrenkollektor - Vorteile und Nachteile

"Ich möchte keine Röhrenkollektoren, die gehen so schnell kaputt" oder "Flachkollektoren sind doch sowieso besser als Röhrenkollektoren". Das sind u.a. Aussagen, die wir täglich in unseren Beratungsgesprächen hören. Wichtig ist, dass der Kollektortyp zum Anwendungsfall passt. Im folgenden möchten wir Ihnen die typischen Anwendungsfälle auflisten. Wir gehen hierbei davon aus, dass es sich bei den Kollektoren um normale Modelle handelt. In diesem Fall normale Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren mit Heatpipe, also keine Sonderanfertigungen oder Spezialkollektoren. Anwendungsfälle

1. Heizungsunterstützung (mit Brauchwassererwärmung) In den Wintermonaten und den Übergangsmonaten (Herbst & Frühjahr) liefert der Vakuumröhrenkollektor wesentlich mehr Energie als der Flachkollektor. Dies liegt daran, das der Flachkollektor auch möglichst flach bleiben soll und das Gehäuse somit in der Regel auch keine besonders gute Dämmung aufnehmen kann. Der Wärmeverlust ist also relativ hoch. Beim Vakuumröhrenkollektor umgibt eben diese Vakuumröhre die innenliegende, wärmeproduzierende Heatpipe. Vakuum weist eine sehr gute Isolierungsqualität auf, was den Wärmeverlust sehr gering hält. Das Sammlerrohr, dass im Sammlerkasten steckt, ist in den meisten Fällen mit PU (Polyutheran) eingeschäumt, was eine ausreichende Isolierung abgibt. Wer seine Wohnräume mit einer Fussbodenheizung, Wandheizung oder Niedertemperaturradiatoren erwärmt, der kann für die Heizungsunterstützung den Flachkollektor einsetzen, da dieser auch im Winter noch eine ausreichende Wärme für solche Niedertemperaturheizungen produzieren kann. Anders sieht es aus, wenn Radiatoren und andere Heizkörper eingesetzt werden, die eine höhere Temperatur benötigen (ab 60 °C). Diese Temperaturen können dann vom Vakuumröhrenkollektor auch bei kalten Außentemperaturen erwartet werden.Für eine Solarkollektoranlage, die für die Heizungsunterstützung und die Brauchwassererwärmung eingesetzt wird, benötigt man einen Wasserspeicher, der die gewonnene Wärmeenergie aufnimmt und solange zwischenspeichert bis Sie benötigt wird. Welcher Speicher eingesetzt wird, entscheidet sich dann je nach Anwendungsfall. Der Hygiene-Kombispeicher vereint beides. Er speichert die Wärme für die angeschlossenen Heizkörper und produziert in einem Edelstahl-Trinkwassertauscher das Brauchwasser für Küche und Bad. Alternativ kann man aber auch Brauchwasser und Trinkwasser trennen. In solch einem Fall kommen dann zwei Speicher zum Einsatz. Ein einfacher Pufferspeicher, der die Wärmeenergie für die Heizkörper zwischenspeichert und ein reiner Brauchwasserspeicher, der nur das Wasser für Küche und Bad bereit hält.
2. Brauchwassererwärmung Der Flachkollektor ist besten für die Brauchwassererwärmung geeignet, da er eine besonders hohe Aperturfläche hat und die Sonnenenergie sehr effektiv umwandelt. Natürlich schafft auch der Vakuumröhrenkollektor, das Brauchwasser zu erwärmen. Da er aber in der Regel teurer und seine Aperturfläche kleiner ist, sollte für die reine Brauchwassererwärmung der Flachkollektor genutzt werden.

Beide Kolletorarten haben Ihre Vorteile und Nachteile. Vakuum-Röhrenkollektor Herstellungsbedingt, teurer als der Flachkollektor

• Hohe Leistung, auch bei niedrigen Außentemperaturen, das das Vakuum eine gute Isolierung bildet, die die Wärme im System hält.
• Geringe Windlast bei einer Flachdachaufständerung. Achtung bei Kollektoren mit CPC-Spiegel erhöht sich die Windlast!
• Leichte Montage, das der Kollektor erst auf dem Dach "Röhre-für-Röhre" montiert wird.
• Hohes Gewicht, ein Kollektor mit 30 Röhren wiegt zwischen 90 und 110 kg.
• Der Durchschnittliche jährliche Kollektorertrag (kWh/m² im Jahr) ist in der Regel höher als der beim Flachkollektor.
• Relativ schlechtes Verhältnis von Bruttokollektorfläche : Aperturfläche. Die Aperturfläche liegt zwischen 45% und 65%.
• Fällt eine Röhre aus, arbeitet der Kollektor trotzdem weiter, nur gemindert um die Leistung der defekten Röhre.
• Gut geeignet für Heizungsanlagen mit normalen Heizkörpern.

Flachkollektor

• Günstiger in der Anschaffung und einfachere Bauweise.
• Geringe Leistung bei kalten Außentemperaturen, da die Dämmung baubedingt nicht so gut ist.
• Hohe Windlast, wenn der Kollektor mit einer Flachdachaufständerung montiert wird.
• Etwas schwierigere Montage, da der Kollektor komlett montiert geliefert wird.
• Geringeres Gewicht als der Vakuumröhrenkollektor. Ein Flachkollektor mit 2 m² Bruttofläche wiegt durchschnittlich zwischen 30 und 45 kg.
• Der jährliche Kollektorertrag (kWh/m² im Jahr) ist geringer als beim Vakuumröhrenkollektor.
• Sehr gutes Verhältnis von Bruttokollektorfläche : Aperturfläche. Die Aperturfläche liegt durchschnittlich zwischen 80% und 95%.
• Gibt es Probleme mit dem Flachkollektor (Undichtigkeiten, beschlagene Scheiben etc) so ist die Ertragsminderung meistens deutlich spürbar.
• Vorteilhaft bei größerem Warmwasserbedarf, insbesondere im Sommer und bei Heizungsanlagen im Niedertemperaturbereich (Fußbodenheizung etc.)

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle vergibt unter anderem Fördermittel für Solarthermieanlagen. Gefördert werden seit 2020 nun auch Mehrkosten die z.B. während des Umbaus entstehen. Nähere Infomationen gibt es hier: BAFA Förderung 2020
Nachfolgend eine Beispielrechnung, die verdeutlichen soll welche Fördermittel möglich sind.

Beispielrechnung & Mögliche BAFA Förderbeträge
In diesem Beispiel erfolgt der Umstieg von einer Öl-Heizung auf eine Gas-Heizung. Zusätzlich wird eine Heizungsunterstützende Solarthermie-Anlage mit Flachkollektoren installiert.