16. August 2021 – Flach oder Röhrenkollektor – wo liegen die Unterschiede?

Jedem ist es schon aufgefallen: Es gibt Flachkollektoren (FK) und Röhrenkollektoren (RK). Aber wo liegt der Unterschied?

Das Magazin SBZ Monteur hat die Unterschiede erklärt. Eine kurze Zusammenfassung möchte ich hier wiedergeben.

Die Quelle meines Artikels ist das SBZ-Monteur Magazin 05/2021

Gemeinsam haben beide Kollektoren eine Absorberfläche. Auf dieser Fläche vollzieht sich die Umwandlung von Sonnenlicht in Wärme. Die meisten Absorber bestehen aus Metall und sind selektiv beschichtet. Aufgabe des Absorbers: die Wärmestrahlung möglichst umfangreich sammeln und wenig Strahlungswärme abgeben.

Die umgewandelte Energie wird dann über die Solarflüssigkeit als Wärme in den Solarspeicher befördert.

Der Flachkollektor (FK)
Der Absorber eines FK liegt in einem Gehäuse, das aus Kunststoff oder Metall besteht. Der Kollektor ist nach unten (der sonnenabgewandten Seite) und bei einigen Modulen noch zusätzlich im Rahmen (z.B. Vaillant VFK 155) gedämmt. Die zusätzliche Dämmung im Rahmen verringert die Wärmeverluste zusätzlich.

Die Oberseite des FK ist mit einer geeigneten, durchsichtigen Fläche abgedeckt. Die Sonnenstrahlung soll möglichst ungehindert diese Fläche durchdringen. Gleichzeitig soll verhindert werden, dass bereits gesammelte Wärme wieder an die Umgebung abgeben wird.

Der Vakuumröhrenkollektor (RK)
Der RK wird in deutlich kleineren Einheiten gebaut als der FK. Je nach Hersteller werden einzelne Röhren zu Gruppen zusammengefasst.  Auch hier ist die Aufgabe, möglichst viel Sonnenergie zu sammeln und dabei möglichst geringe Wärmeverluste zu erreichen.

Um das Ziel zu erreichen, wird die Absorberfläche durch einen doppelwandigen Glaszylinder umschlossen. Zwischen dem inneren und äußeren Glaszylinder besteht meistens ein Vakuum. Daher auch der Name.

Ergebnis: Die Sonne kann effizient eintreten, die Wärmeverluste an die Umgebung werden aber im Vergleich zum FK reduziert. Durch den doppelwandigen Glaszylinder hat es die Wärme aber auch etwas schwerer, in den Kollektor zu kommen.

Gewinne und Verluste

Welcher Kollektor ist jetzt der bessere? Beim FK kann die Strahlung besser eindringen, der RK hält die Wärme besser im Inneren. Ist der Wirkungsgrad beider Kollektortypen am Ende etwa gleich? Das kann man mit einem deutlichen „Jein“ beantworten.

Beide Kollektoren haben die Aufgabe, Wärmenergie in Form von Sonnenstrahlung zu sammeln. Beide erwärmen sich also an einem sonnigen Tag und geben irgendwann auch wieder Wärme an die Umgebung ab (wenn der Kollektor wärmer ist als die Umgebung).

Kurz lässt sich sagen: Der RK hält die Wärme besser in seinem Inneren und hat damit an einem sonnigen Wintertag deutliche Vorteile. Im Sommer an sehr heißen Tagen stellt der RK jedoch ebenfalls höhere Temperaturen bereit, die man evtl. gar nicht benötigt.

Fazit:

Der FK hat den schlechteren Wirkungsgrad, gerade im Winter und bei diffuser Strahlung. Dafür ist er in den Anschaffungskosten deutlich günstiger. Im Sommer produziert er nicht so hohe Temperaturen, was die Überproduktion und die Belastung aller Anlageteile reduziert.

Meine Empfehlung:

Gerade in den letzten, sehr warmen Sommern mit viel Sonne haben RK Probleme gemacht mit zu hohen Temperaturen und zu häufigen Stillstandszeiten. Daher empfehle ich, auf einem reinen Süd-Dach auf FK zu gehen. Die aktuellen Kollektoren bieten hier ein hervorragendes Preis-Leistungsverhältnis und sind in den warmen Sommermonaten unkritisch.