Die Sonne scheint umsonst, heißt es immer, wenn Solaranlagen beworben werden. Das ist prinzipiell richtig, und zwar in zweierlei Hinsicht: Das Sonnenlicht kostet nichts, aber zwischen Herbst und Frühjahr bringt es (zumindest in Deutschland) auch nicht allzu viel. Denn die Sonne steht in diesen Jahreszeiten so schräg am Himmel, dass ihre Kraft für eine wirklich effiziente Photovoltaikanlage gar nicht ausreicht. Photovoltaikanlagen rechnen sich nur im Sommer wirklich. Aber es gibt eine andere Möglichkeit, sich die Wärmeenergie der Sonne auch im Winter und vor allem in der Übergangszeit zunutze zu machen. CPC_Technologie wird das Verfahren genannt.
Dünne Röhren sammeln Wärme
Sonnenlicht zur Energiegewinnung ist komplexer, als man allgemein annimmt. Dass die Energie des Sonnenlichts in elektrischen Strom umgewandelt werden kann, ist schon länger bekannt. Licht zu Strom als Technologie wird auf unzähligen deutschen Dächern, in Solarparks, auf Nutzgebäuden und sogar auf dem Autodach eingesetzt. Kleine Solarpaneele liefern auch Outdoor beim Trekking, während des Festivals oder auf längeren Wanderungen Energie für die Kleinelektronik. Weniger bekannt ist CPC-Technologie. Im Gegensatz zu Photovoltaikanlagen generieren diese Anlagen keinen elektrischen Strom aus Licht. Sie nutzen vielmehr die Wärmestrahlung der Sonne. Dünne schwarze Röhren, sogenannte Vakkumröhrenkollektoren, leiten die Hitze weiter, so dass sie für Heizung und Warmwasser nutzbar wird. Das Prinzip ist einfach und wird zum Teil schon länger von deutschen Schwimmbädern genutzt: In diesem Fall sind es keine Vakuumröhren, die die Sonnenwärmestrahlung einsammeln, sondern schwarze Wasserleitungen, die über die Dächer der Schwimmanlagen (beim Freibad die Dächer der Verwaltungsgebäude und Umkleiden) laufen und das Wasser vor der Einleitung ins Schwimmbecken erhitzen. Die Vakuumröhren sind nicht schwarz. Sie scheinen nur so. Sie bestehen aus Glas und sind mit einer Antireflex-Beschichtung versehen, die das Sonnenlicht zwar rein lässt, aber nicht wieder hinaus. In diesem Prozess wird auch das sichtbare Licht in Wärmeenergie umgewandelt, die dann im Rahmen der CPC-Technologie dem Heiz- oder Warmwassersystem zugute kommt.
Die meiste Energie im Haushalt geht für Wärme drauf
Photovoltaikanlagen können natürlich einen wertvollen Beitrag leisten, wenn es um erneuerbare Energie geht, um Autarkie und umweltfreundliche, nachhaltige Energiegewinnung. Aber der größte Posten in Ihrem Haushalt in Sachen Energieverbrauch ist nicht die Elektrizität für Haushaltsgeräte und Unterhaltungselektronik. Der größte Posten ist die Wärme. Und zwar Heizungswärme genauso wie das Erhitzen von Wasser für den täglichen Gebrauch. Diese benötigte Wärme wird zwar teilweise über Strom gewonnen (wenn die Waschmaschine beispielsweise das Wasser selbst aufheizt), zum großen Teil aber über Öl oder Gas. Denn die meisten Haushalte nutzen immer noch Systeme, die sowohl das Warmwasser für die Nutzung im Haushalt als auch für die Heizung mit fossilen Brennstoffen erwärmen. Das ist nicht im Sinne der Energiewende, und das ist weder nachhaltig, noch umweltfreundlich. Fernwärme und Geothermie sind zwar nachhaltige und verhältnismäßig umweltfreundliche Alternativen. Aber CPC-Technologie ist eben auch eine Möglichkeit, die sich für Sie in Sachen Umweltschutz und Gewissen, aber auch finanziell rentieren kann.
Entweder - oder, oder nicht?
CPC-Technolgie lässt sich nicht mit Photovoltaikanlagen kombinieren, zumindest nicht in einem einzigen Bauteil oder Bausatz. Wer die "volle Ladung" Sonnenenergie will, ist immer noch darauf angewiesen, beide Anlagen separat zu erwerben. Das liegt in der Technik begründet: Der in Photovoltaikanlagen wie beispielsweise dem MiniJoule Bundle produzierte Strom wird in das Stromnetz des Haushaltes beziehungsweise das öffentliche Stromnetz eingespeist und steht einfach nur als elektrischer Strom zur Verfügung. Der Strom wird von den Geräten im Haushalt genutzt. Er kann nicht gespeichert werden, sondern wird mehr oder weniger sofort verbraucht oder ins öffentliche Stromnetz abgeführt. Bei Solaranlagen mit Vakuumröhrenkollektoren wie beispielsweise die Anlagen von Solarprofi wird kein Strom erzeugt, sondern Wärme. Diese Wärme wird über einen Wärmetauscher in einen Speicher abgeführt und kann dort über mehrere Tage gespeichert werden. Die Wärme wird über einen zweiten Wärmetauscher für Warmwasser und Heizung genutzt. Dementsprechend ist die CPC-Technologie vor allem in der Übergangszeit Herbst und Frühjahr interessant, wenn die Sonnen schon recht stark scheint, in der Wohnung aber immer noch geheizt werden muss. Noch einmal eine andere Technologie als Photovoltaikanlagen und CPC-TEchnologie stellen Solarthermieanlagen mit einer speziellen Flüssigkeit zur Wärmeleitung dar. Die großen Paneele, in denen diese Technologie untergebracht ist, sehen fast aus wie die Module der Photovoltaikanlagen und haben mit den dünnen Röhren der CPC-Technologie nicht viel gemeinsam. In den Paneelen erwärmt sich eine Flüssigkeit, die die Wärme über einen Wärmetauscher in einen Speicher in einem Haus weiterleitet. Auch hier wird nach Höhe des Ertrags unterschieden: Je höher die Temperaturen, desto weiter oben im Speicher wird die Energie eingespeist. Der Speicher selbst sorgt dann dafür, dass Wasser erhitzt werden kann. Aus den hohen, sehr heißen Lagen fließt die Wärme über einen externen Wärmetauscher in die Warmwasserversorgung des Hauses. Etwas weiter unten, aus den nicht ganz so heißen Lagen, wird die Wärme über den externen Wärmetauscher in die Fußbodenheizung geleitet. Anlagen wie beispielsweise die Flachkollektoren von Sunex arbeiten mit dieser Technologie. Warum nun nicht Strom mit Solarthermie kombinieren? Wer ausreichend Grundfläche in sonniger Lage zur Verfügung hat, kann diese Fläche natürlich zwischen den beiden Formen der Energiegewinnung aus Sonnenlicht aufteilen. Aber normalerweise stehen in Deutschland nur wenige, eher kleine Flächen für die Energiegewinnung aus Sonnenlicht zur Verfügung. Und dann muss für die effizientere Anlage entschieden werden. Da etwa 87 % des Energiebedarfs eines durchschnittlichen Haushaltes für Wärme draufgehen, davon lediglich 12 % für die Warmwasserbereitung, stellt die CPC-Technologie tatsächlich die effizienteste Möglichkeit dar. Bei industriellen Anlagen, die nicht geheizt werden, ist das wieder anders: Hier muss unter Umständen viel Strom produziert werden, so dass Photovoltaikanlagen auf dem Dach vielleicht keine schlechte Idee sind.