Solarlexikon

Absorber

(lat.: Aufnehmer) Der wichtigste Teil des Kollektors nimmt die einfallende Sonnenstrahlung über eine Trägerflüssigkeit (Wasser + Frostschutzmittel) auf. Diese wird erwärmt und zirkuliert zwischen Kollektor und Speicher. Ein hoher Wirkungsgrad wird durch die Verwendung schwarzer Absorber oder, noch besser, durch selektive Beschichtung erreicht.

Absorption

Im Absorber wird die einfallende Strahlung von einer Flüssigkeit oder einem Gas aufgenommen (absorbiert) und in Wärme umgewandelt. Die so gewonnene Energie wird über den Solarkreis zum Speicher oder anderen Wärmeabnahmestellen transportiert. Selektive Beschichtungen aus Schwarzchrom oder -nickel reduzieren die Abstrahlverluste: Die kurzwelligen Sonnenstrahlen dringen zum Absorberboden ein, die langwelligen Wärmestrahlen, die der Absorber an die Umgebung abgibt, werden jedoch minimiert. Selektiv beschichtete Absorber weisen Abstrahlverluste von 10 - 40 % auf. Bei nur geringen Einbußen des Wirkungsgrades können für die Beschichtung auch Farben wie Gold oder Blau verwendet werden.



Azimutwinkel

Zur effektiven Nutzung der Sonnenstrahlung werden Module und Kollektoren so ausgerichtet, dass die solare Ernte möglichst groß ausfallen kann. Hierbei spielen neben dem Einfallswinkel der Sonne auch der "Azimutwinkel" und der Neigungswinkel der Module bzw. Kollektoren eine Rolle. Der Azimutwinkel (ß , im Bild rechts) gibt an, wie viel Grad die Flächen von Modul oder Kollektor von der exakten Südausrichtung abweichen. Der Neigungswinkel (a) betrifft die Abweichung von der Horizontalen. Untersuchungen belegen, dass Solaranlagen mit einem Azimutwinkel von etwa 0° und einem Neigungswinkel um 30° optimal ausgerichtet sind. Doch kleinere Abweichungen sind nicht unbedingt problematisch: Bei der Orientierung nach Südost oder Südwest können noch immer rund 95 % der möglichen Ernte eingefahren werden. Größere Anlagen werden zur Steigerung der Erträge mit Elektromotoren der Sonne nachgeführt. Siehe auch Nachführung.

Drain-Back-System (DBS)

Eine Solarregelung mit DBS (drain-back, engl.: Rückentleerung) sorgt für die automatische Entleerung des Solarkreislaufs, wenn die Anlage abgeschaltet wird oder die Kollektortemperatur außerhalb eines bestimmten Temperaturbereichs liegt. Die Umwälzpumpe schaltet sich ab, und das Wasser fließt in einen Auffangbehälter. Durch ein solches Drain-Back-System werden sowohl das Einfrieren als auch die Überhitzung der Anlage vermieden. Der Einsatz von Chemikalien - z.B. Glykol - als Frostschutz erübrigt sich so.

Grafik: Funktionsprinzip eines Drain-Back-Systems:

1. Schaltdifferenz überschritten, Wärmegewinne möglich, Pumpe in Betrieb.

2. Schaltdifferenz unterschritten, Pumpe abgeschaltet.



Energetische Amortisation

(Energierücklaufzeit oder auch Erntefaktor)

Die Zeitspanne, die eine Solaranlage benötigt, um soviel Energie zu erzeugen, wie für ihre Herstellung benötigt wurde. Marktübliche thermische Solaranlagen amortisieren sich nach etwa 4 Jahren - ihre geschätzte Lebensdauer liegt zwischen 25 bis 30 Jahren. Die Energierücklaufzeiten von Photovoltaikanlagen sind vergleichbar: PV-Anlagen auf der Basis von amorphem Silizium haben laut einer Studie der TU Berlin eine energetische Amortisationszeit von 17 bis 41 Monaten. Kraftwerke, die mit fossilen Brennstoffen betrieben werden, können sich nicht energetisch amortisieren, da ständig weitere Brennstoffe verbraucht werden.

Energiebilanz

Energiebilanzen sind die rechnerische Grundlage für einen möglichst rationellen Einsatz von Energie. Dabei wird der Aufwand an Primärenergie der letztlich verfügbaren Nutzenergie gegenübergestellt. Energiebilanzen können auf errechneten oder tatsächlich gemessenen Werten beruhen. Sie sind immer auf ein konkretes Objekt oder eine bestimmte Anwendung bezogen.

Die Energiebilanz für eine thermische Solaranlage wird nach folgendem Schema erstellt: Die Sonneneinstrahlung wird mit 100 % angesetzt. Davon gehen 20 % durch Reflexion verloren. Weitere 30 % verbraucht der Kollektor selbst durch Aufheizung und Abstrahlung. 15 % entfallen durch Wärmeverluste im Solarkreislauf, im Speicher und in der Brauchwasserverteilung. Die nutzbare Energie, auch als Systemwirkungsgrad bezeichnet, liegt dann bei 35 %.

Für Gebäude verlangt die Wärmeschutzverordnung eine Energiebilanz. Sie ermittelt den theoretischen Heizwärmebedarf. Er setzt sich zusammen aus dem Wärmebedarf, der durch Außenwände, Fenster und Dach verloren geht und dem Lüftungswärmebedarf. Abgezogen werden davon interne Wärmegewinne (Körper- und Gerätewärme) und solare Wärmegewinne (Einstrahlung durch Südfenster).

Die vorab errechneten Energiebilanzen weichen häufig stark von den tatsächlich gemessenen ab. Bei Gebäuden liegt dies meist am individuellen Nutzerverhalten. Bei sehr komplexen Energiebilanzen, beispielsweise für Volkswirtschaften oder einzelne Energieträger, werden wichtige Faktoren manchmal nicht beachtet.

Die Nutzung von Solarenergie ist in jeder Energiebilanz von Vorteil, denn die Energiequelle steht kostenlos zur Verfügung.



Erneuerbare Energien

Sammelbegriff für diejenigen Energiequellen, die nach menschlichen Zeitmaßstäben unendlich lange zur Verfügung stehen: Sonnenenergie, Erdwärme, Gezeitenkraft und Biomasse.

Flachkollektor

Bei diesem Kollektortyp ist der Absorber in einem flachen, wärmegedämmten Gehäuse untergebracht, das mit einer Glasplatte verschlossen wurde. Flachkollektoren sind meist nicht evakuiert, so daß Wärmeverluste durch den Transport von Luft entstehen. Ihre Produktionskosten und somit die Preise sind deutlich niedriger als die der Vakuum-Röhrenkollektoren.

Geschichte der Solarenergie und Solartechnik

Die Wertschätzung der Solarenergie reicht weit zurück: In nahezu allen Kulturen, von den Ägyptern bis in die Neuzeit, findet sich ein mehr oder weniger ausgeprägter Sonnenkult. Erste Ansätze passiver Nutzung sind bereits in der Architektur der alten Ägypter, in Mesopotamien und den frühen südamerikanischen Hochkulturen zu entdecken. Die aktive Nutzung der Sonnenenergie ist jedoch eine Errungenschaft der Neuzeit.

Henry Becquerel, ein französischer Physiker, entdeckte 1839 den Photoeffekt und schuf so die Voraussetzungen für die Solarzellen von heute. Ende des 19. Jahrhunderts baute Charles Fritts so genannte Vakuum-Fotozellen mit aufgedampfter Selen-Schicht. Diese wurden als Belichtungsmesser eingesetzt. Solarzellen aus Silizium sind noch recht neu: Sie wurden in den 50er Jahren des 20.Jahrhunderts von dem US-Konzerns Bell hergestellt und wiesen einen Wirkungsgrad von 6% auf. In den letzten Jahrzehnten wurde die Photovoltaik stetig weiterentwickelt, besonders im Umfeld der Raumfahrt-Technologie.

Das Prinzip der Solarthermie wird seit langem angewandt: Brenn- und Hohlspiegel gab es schon in der Antike. Im 18. Jahrhundert erfand der Naturforscher Horace-Bénédict de Saussure die Vorläufer der heutigen Solar-Kollektoren. Die günstigen Preise fossiler Energieträger und die verbreitete Skepsis bezüglich der Sonneneinstrahlung in Mitteleuropa waren bis in die 70er Jahre Gründe für deren geringe Verbreitung. Seit der ersten Ölkrise entwickelt sich die solare Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung zum Standard umweltbewussten Bauens.

Globalstrahlung

Bezeichnet die auf eine horizontale Fläche auf der Erde treffende Sonneneinstrahlung. Sie setzt sich aus der direkten Strahlung und der Reflektionsstrahlung (z.B. von Schneefeldern) zusammen.

Indach-Montage

Die Solarmodule bzw. Kollektoren werden in die Dachhaut integriert.

Kollektor

wandelt mittels eines Absorbers die Sonnenstrahlung in Wärme um, die für Heizung, Brauchwassererwärmung oder thermische Lüftung genutzt werden kann. Sonnenkollektoren sind neben Speicher und Regelung die wichtigste Komponente einer thermischen Solaranlage.

Konversion

Umwandlung von Energie, z.B von Licht in Wärme (Solarthermie).

Ein einfaches Beispiel aus der Solarthermie: Ein Schwimmbad wird solar erwärmt, das Wasser wird als Trägermedium genutzt. Eine (elektrische) Pumpe sorgt für die Zirkulation.

Low-Flow-System (Solarthermie)

In sogenannten Low-Flow-Systemen (low-flow, engl = langsam fließen) zirkulieren weniger als 25 Liter Wärmeträgerflüssigkeit pro m2 Kollektorfläche (high-flow= 50-60 Liter). Ermöglicht wird die Verringerung der Umwälzmenge durch leistungsfähigere Kollektoren: Geringere Wärmeverluste erlauben höhere Temperaturdifferenzen zwischen Kollektor und Speicher - es muss weniger Flüssigkeit transportiert werden, um die gleiche Menge an Energie zu den Wärmeabnahmestellen zu führen.

Nahezu alle thermischen Solaranlagen, die dem heutigen Stand der Technik entsprechen, können als Low-Flow-Systeme genutzt werden, leistungsfähige Bauteile erlauben eine deutliche Reduktion der Umwälzmenge (Vgl. Müller, F.U.: Thermische Solaranlagen, 1997). Auf dem Markt werden aber auch spezielle Anlagen mit eigens optimierten Speichern und Wärmetauschern angeboten.

Vorteile der Low-Flow-Systeme: Dünnere und somit billigere Steigleitungen können verlegt werden. Diese verlieren ebenfalls weniger Wärme und senken zusammen mit dem geringeren Füllinhalt die Gesamtkosten der Solaranlage.



Luftkollektoren

In Luft- oder Warmluftkollektoren wird anstelle einer Trägerflüssigkeit Luft als Transportmedium

Verwendet- Die Sonnenenergie wird in Behältern gespeichert, die z.B. mit Kies gefüllt sind. Vorteile bietet diese Lösung durch den Wegfall von Korrosionsproblemen, im Gegensatz zu den Wasserkollektoren entfallen auch die Probleme Einfrieren bzw. Überhitzung. Luft ist ein schnell reagierendes Trägermedium und das Speichermedium Stein ist günstig zu erwerben. Dennoch sind solche Kollektoren wegen der geringen Speicherkapazität der Luft nicht sehr weit verbreitet. Probleme bereitet auch die Regulierung von Solaranlagen mit Luftkollektoren.

Optimale Ausrichtung einer Solaranlage

Eine Solaranlage sollte nach Süden ausgerichtet sein, muss aber nicht unbedingt exakt in Südrichtung montiert werden. Auch wenn Sonnenkollektoren auf einem Dach montiert werden, das bis zu 30° von der Südausrichtung abweicht, führt dies nur zu geringen Einbußen. Die Kollektoren können im Bereich von 20° bis 60° geneigt sein. Kleinere Neigungswinkel erhöhen die Energieausbeute im Sommer, bei größeren Neigungswinkeln ist die Ausbeute im Winter höher.



Passive Solarenergienutzung

Das Haus selbst oder Teile davon werden als Kollektor genutzt. Typisches Beispiel ist der verglaste Wintergarten. Die Glashülle verhindert Wärmeverluste des beheizten Gebäudeteils und trägt so zur Reduzierung des Energieverbrauchs bei. Die durch die Sonne erwärmte Luft kann beim Lüften über den Wintergarten zur Raumheizung genutzt werden.

Regenerative Energien

Als regenerative oder erneuerbare Energien bezeichnet man die Energiequellen oder Energieträger, die sich auf natürliche Weise in menschlichen Zeitmaßstäben erneuern. Sie stehen im begrifflichen Gegensatz zu fossilen (Kohle, Erdöl, Ergas) und atomaren (Uran) Energieträgern, die sich im Laufe von Jahrmillionen in geologischen Prozessen gebildet haben. Die Erdwärme kann zwar nicht zu den regenerativen Energien gezählt werden, ihre Nutzung wird ihnen aber gleichgestellt.

Regenerative Energien sind auf die Sonnenstrahlung zurückzuführen: Wind, Wasserkraft und Biomasse. Die Sonnenstrahlung wird direkt durch Kollektoren gewonnen, Wind durch Rotoren, Wasserkraft durch Strömungs- und Gezeitenkraftwerke. Energie aus Biomasse wird durch Verbrennung (Holz) oder Vergärung bzw. Vergasung (Silage, Gülle) gewonnen.

Regenerative Energien stehen überall zur Verfügung und können in einem den jeweiligen Verhältnissen angepassten Energie-Mix genutzt werden. Dies ist ökologisch sinnvoll, sozial verträglich und fördert die wirtschaftliche Flexibilität und Innovation. Das seit April 2000 in Deutschland gültige Erneuerbare-Energien-Gesetz hat zum Ziel, den Anteil regenerativer Energien am gesamten Energieverbrauch bis zum Jahre 2010 zu verdoppeln.

Schwerkraftanlage

Normalerweise kommt der Kollektor aufs Dach und der Speicher in den Keller. Das bedeutet, dass eine Umwälzpumpe die Trägerflüssigkeit vom Speicher zum Kollektor transportieren und den Solarkreislauf in Gang halten muss.

Schwerkraft-Anlagen funktionieren anders: Hier wird auch der Speicher auf dem Dach oder unter dem Dach montiert - auf jeden Fall aber oberhalb des Kollektors. So wird es möglich, die Schwerkraft für den Solarkreislauf zu nutzen.

Das Prinzip ist ganz einfach: Die Strahlung der Sonne erwärmt im Kollektor die Solarflüssigkeit, deren Dichte mit der Erwärmung abnimmt. Sie wird leichter und steigt - entsprechend dem Gesetz der Schwerkraft - in den Leitungen nach oben. Eine zusätzliche Pumpe erübrigt sich. Auch auf die Regelung kann verzichtet werden, denn die Sonne steuert den Fluss des Trägermediums: Scheint sie, steigt die erwärmte Trägerflüssigkeit in den Steigleitungen nach oben. Dort heizt sie den Speicher, in dem sich das Brauchwasser befindet, über einen großflächigen Mantel-Wärmetauscher auf. Die abgekühlte Solarflüssigkeit fließt wieder zum Kollektor zurück - der Kreis schließt sich.

Selektive Beschichtung

Um Verluste durch Wärmeabstrahlung zu vermindern, sind hocheffiziente Absorber mit einer selektiven Beschichtung aus Schwarzchrom oder Schwarznickel versehen. Diese ermöglicht die Aufnahme eines hohen Anteils der kurzwelligen Sonnenstrahlung und deren Umwandlung in Wärme – gleichzeitig wird die Emission (Abstrahlung) der langwelligen Wärmestrahlung des Absorbers beträchtlich reduziert.

Solararchitektur

Die Solararchitektur integriert Elemente passiver wie aktiver Nutzung der Sonnenenergie und kombiniert diese mit Maßnahmen zur Vermeidung von Wärmeverlusten. Ziel: Niedrig-, Nullenergie- oder Plusenergiehäuser.

Umfassende Informationen zur Geschichte des solaren Bauens: Sol Power.

Prestel Verlag

Solare Kühlung

Herkömmliche Klimaanlagen und Kühlschränke arbeiten mit elektrisch betriebenen Kompressoren, die einen um so höheren Energiebedarf haben, je wärmer die zu kühlende Luft ist. Die Grundidee solarer Kühlung besteht darin, die „überschüssige“ Sonnenenergie zur Kühlung von Gebäuden oder Geräten gerade in der heißen Tageszeit zu nutzen. Solare Kühlung spart Strom und hat, anders als bei der solaren Heizung, kein Speicherproblem: Der Kühlbedarf steigt und fällt nahezu zeitgleich mit dem Angebot an Sonnenenergie.

Je nach Anwendung werden bei der solaren Kühlung verschiedene Verfahren eingesetzt. Kühlschränke können nach dem Prinzip der Wärmepumpe oder nach thermoelektrischen Verfahren betrieben werden. Gebäude und Räume werden gekühlt, indem man der warmen Raumluft durch Adsorption an geeigneten Materialien Wasser entzieht und sie damit kühlt (Verdunstungskälte). Damit die Adsorptionsmaterialien wieder Feuchtigkeit aufnehmen können, werden sie durch Wärme getrocknet, die der Sonnenkollektor liefert. Der gleiche Sonnenkollektor kann also im Sommer zur Kühlung und im Winter zur Heizungsunterstützung eingesetzt werden.

Während solare Wärmegewinnung in aller Munde ist, werden die Möglichkeiten solarer Kühlung in der allgemeinen Diskussion unterschätzt und finden sich auch kaum in der populären Literatur in Deutschland. Zumindest in tropischen und subtropischen Gegenden steht der solaren Klimatisierung eine große Zukunft bevor.

Solarfassaden

Sonnenenergie wird nicht nur vom Dach, sondern von der gesamten Gebäudehülle aufgenommen. Werden alle nach Osten, Süden und Westen ausgerichteten Fassaden eines Gebäudes zur Energiegewinnung genutzt, kann sogar aus dem Haus als Energieverbraucher ein Energielieferant werden (Energiegewinnhaus, Plusenergiehaus).

Solarfassaden können mit Photovoltaikmodulen, Heizkollektoren, Luftkollektoren, Wabenluftkollektoren oder transparenter Wärmedämmung ausgestattet sein. Auch eine großflächig vorgehängte Verglasung, wie sie zur Klimatisierung von Bürogebäuden verwendet wird oder eine einfache Verglasung von Balkonen zu Wintergärten kann als Solarfassade verstanden werden. Eine einheitliche Technik für Solarfassaden gibt es nicht. Je nach Gebäude und Zielstellung ergeben sich unterschiedliche Lösungen, die über die Fassade hinaus zumindest die Heizung, Lüftung und Klimatisierung des Gebäudes mit einbeziehen.

Architektonisch innovative Solarfassaden findet man beim Neubau genauso wie bei der Altbausanierung. Bekannte Beispiele sind der Freiburger Hauptbahnhof, die Stadtwerke Göttingen oder das Haus Lambrecht in Rottenburg-Seebronn. Der weltberühmte Architekt Sir Norman Foster stattet viele seiner Gebäude mit Solarfassaden aus. Historische Beispiele großartiger Solarfassaden finden sich beim Straßburger Münster, der Mirihmah-Moschee in Istanbul und dem Schloss Sanssouci in Potsdam.

Solarregelung

Die elektronische Regelung einer thermischen Solaranlage steuert die Umwälzpumpe. Sie setzt diese in Gang, wenn die Temperatur in den Kollektoren höher ist als im Brauchwasserspeicher und Wärmegewinne erzielt werden können. Liegt die Kollektortemperatur außerhalb eines vorgegebenen Temperaturbereichs, wird die Umwälzpumpe abgeschaltet, z. B. wenn die Temperatur in den Kollektoren gegenüber der Temperatur im Speicher abnimmt.

Solarthermie

Die Umwandlung von Sonnenstrahlung in direkt nutzbare Wärme. Teilgebiete sind die passive Solarnutzung beim solaren Bauen, die Standard-Solartechnik zur Erwärmung von Brauchwasser und zur Raumheizung und die Parabolspiegel zur industriellen Erzeugung von Prozeßenergie und Elektrizität.

Sonneneinstrahlung

Die Sonneneinstrahlung setzt sich aus der Strahlung, die direkt von der Sonne kommt und mehreren indirekten Anteilen zusammen. Hierzu zählen die Reflexionsstrahlung der Umgebung, besonders stark reflektieren z.B. Schneeflächen, die Strahlung des blauen Himmels und sonstige diffuse Strahlung. Für die genaue Berechnung der Energie, die auf eine Fläche trifft, ist der Winkel zwischen Sonnenstrahl und Fläche entscheidend. Dieser ändert sich je nach Tages- und Jahreszeit. Die Einstrahlung wird durch mehrere Faktoren eingeschränkt; selbst bei strahlend blauem Himmel kommen nur etwa 90% der gesamten Sonnenenergie an.

Karte der Bundesrepublik Deutschland: Mittlere Jahressummen der Globalstrahlung.

Deutscher Wetterdienst

Speicher

Allg.: Das Mittel (Medium) zur Überbrückung der zeitlichen Differenz zwischen Sonneneinstrahlung und Energieverbrauch: Photovolataikanlagen speichern den gewonnenen Strom in Akkus, thermische Solaranlagen speichern die gewonnene Wärme nach dem Prinzip der Wärmeschichtung (warmes Wasser hat ein geringeres spezifisches Gewicht als kaltes Wasser) in - meist stehenden - Warmwasserspeichern.

Stirlingmotor

Der schottische Pfarrer Robert Stirling ließ 1816 einen Heißluftmotor patentieren, dessen Antriebsenergie nicht wie beim Otto- oder Dieselmotor durch Verbrennung innerhalb des Arbeitszylinders erzeugt wird, sondern dem Wärme als Antriebsenergie von außen zugeführt wird. Die beiden miteinander gekoppelten Zylinder des Stirlingmotors sind gasdicht geschlossen und mit einer konstanten Menge Arbeitsgas (Helium) gefüllt. Ein Zylinder wird von außen erhitzt, der andere bleibt kühl. Die Druckdifferenz zwischen beiden Zylindern treibt zwei miteinander verbundene und phasenverschoben arbeitende Kolben an. So kann das gekühlte Gas wieder in den heißen Zylinder geschoben werden, sich dort ausdehnen, den Kolben antreiben und so fort.

Seit sich Forschung und Technik verstärkt mit der Nutzung regenerativer Energien befassen, ist die alte Technik des Heißluftmotors wieder ins Blickfeld geraten. Ein Stirlingmotor kann direkt vom Sonnenkollektor erhitzt werden oder als Motor in einem Blockheizkraftwerk (BHKW) arbeiten, das Wärme und Strom zugleich erzeugt, arbeiten. Er läuft sauber, geräuscharm, ruhig und wartungsfrei und erreicht schon bei einer elektrischen Leistung ab 1 Kilowatt sehr gute Wirkungsgrade.

Bisher blieb der Heißluftmotor mehr ein Objekt für Tüftler und Bastler als für die industrielle Anwendung. Kleinmotoren für BHKW sind ab 2002 serienmäßig lieferbar. In Kombination mit Solaranlagen und Biomasse-Heizungen gilt der Stirlingmotor als dezentral einsetzbares Elektrizitätskraftwerk der Zukunft.



Tests von Solaranlagen

Kollektoren, Module, Komponenten und komplette Anlagen werden von Hochschulen, Zeitschriften und anderen Einrichtungen untersucht. Die Ergebnisse sind auf verschiedenen Wegen zugänglich, teils kostenlos, teils gegen Gebühr.

Die umfangreichsten Tests solarthermischer Anlagen bietet das Institut für Solartechnik, Prüfung und Forschung (SPF) an der Hochschule Rapperswil (HSR), Schweiz. Das SPF genießt einen internationalen Ruf als Forschungs- und Prüfinstitut. Seit mehr als zehn Jahren arbeitet das Institut mit vier Schwerpunkten: Kollektoren, Systeme, Materialien sowie Software zur Berechnung und Optimierung von Kollektorsystemen.

Ökotest Sonderheft Energie 2000

Ökotest Verlag

Vakuumröhrenkollektor

Bei dieser Bauform befindet sich der Absorber in einem luftleeren (evakuierten) Glasrohr, wodurch die Energieverluste im Vergleich zum Flachkollektor weiter reduziert und Temperaturen bis 150 Grad Celsius erreicht werden können. Wegen des hohen Wirkunsgrades arbeiten Vakuumkollektoren auch bei leicht bedecktem Himmel.



Wandheizung

Fußboden- und Wandheizungen erzeugen im Gegensatz zu den üblichen Heizkörpern mehr Strahlungs- als Konvektionswärme. Heizkörper erwärmen den Raum durch Umwälzung der Luft von unten nach oben und bewegen dadurch ständig Staubpartikel und Mikroorganismen. Die Fußboden- und Wandheizungen geben hingegen überwiegend Strahlungswärme ab. Dies wird, wie man es vom Kachelofen her kennt, als angenehmer empfunden und ist baubiologisch sowie hygienisch vorteilhafter.

Fußboden- und Wandheizungen bestehen aus feinen, großflächig verlegten Rohrsystemen. Sie verlaufen meist in Gipskartonplatten an den Innenwänden oder unter dem Fußbodenbelag und müssen auf der dem Raum abgewandten Seite wärmegedämmt sein. Weil der Installationsaufwand ist höher ist, nicht alle Fußbodenbeläge, beispielsweise Teppichböden, geeignet sind und oft keine freie Wandflächen zur Verfügung stehen, sind diese Heizsysteme nur wenig verbreitet.

Dabei sind Wand- oder Fußbodenheizungen energetisch deutlich vorteilhafter. Die Raumtemperatur kann um 2-3°C abgesenkt werden, da der menschliche Körper die Strahlungswärme sofort wahrnimmt. Vor allem aber werden Fußboden- und Wandheizungen mit niedrigen Vorlauftemperaturen von 25 bis maximal 55°C betrieben. Sie können somit sehr gut mit thermischen Solaranlagen kombiniert werden, die solche Temperaturen bei ausreichender Speicherkapazität fast das ganze Jahr über erreichen.

Die Rohrsysteme der Fußboden- und Wandheizung könnten auch zur Raumkühlung eingesetzt werden.

Wärmetauscher

Die vom Kollektor absorbierte Energie wird durch den Wärmetauscher vom Primär- oder Kollektorkreislauf an einen Sekundärkreislauf (Brauchwasser, Heizung) übertragen.

Wärmetauscher benötigen für einen hohen Wirkungsgrad eine große Fläche und einen geringen Wärmewiderstanswert. Dies erreicht man durch spiralenförmig verlegte Rohre aus Kupfer oder mit Rohrbündel.

Zukunft

Wie die Welt in Zukunft aussieht, hängt im wesentlichen davon ab, wie wir heute mit unserer Umwelt umgehen. Zukunft ist also nichts, was sich von alleine entwickelt. Vielmehr hat der Mensch mit den zunehmenden Kenntnissen über die ökologischen Zusammenhänge die Möglichkeit, aus den Fehlern der Vergangenheit zu lernen und damit die Zukunft so zu gestalten, daß sie lebenswert bleibt. So trägt jeder einzelne durch umweltbewußtes Verhalten zur Gestaltung der Zukunft bei. Wer den Naturhaushalt insgesamt retten will, darf nicht darauf verzichten, die Natur vor der eigenen Haustür und hinter dem Haus in Ordnung zu halten. Denn die kleinsten Ursachen in der Ökologie haben große und vielfach noch unbekannte Wirkungen in der Zukunft.