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Thermosiphonanlage

Die meisten Anlagen für die Nutzung von solarer Wärme (Solarthermie) für Heizung und/oder Warmwasser nutzen warmes Wasser für den Transport der Wärme von den Sonnenkollektoren zu einem Pufferspeicher. Hier wird meistens eine Umwälzpumpe benötigt, um die Umwälzung des Wassers anzutreiben. Es gibt aber Schwerkraftsysteme, die dann als Thermosiphonanlagen bezeichnet werden. Bei diesen muss der Pufferspeicher oberhalb der Kollektoren liegen: z. B. direkt unter dem Dachfirst im Spitzboden. Sie sind in der Regel nur für die solare Warmwasserbereitung geeignet, nicht für die Heizungsunterstützung, obwohl letzteres prinzipiell auch möglich wäre.

Ein wichtiger Unterschied zu den gebräuchlicheren Anlagen mit Umwälzpumpe ist, dass die Kollektoren in Thermosiphonanlagen meist direkt vom Brauchwasser durchflossen werden anstatt von einer speziellen Solarflüssigkeit. Dies spart zwar neben der Pumpe auch den Wärmeübertrager ein (der sonst die Konvektion behindern würde), bringt jedoch erhebliche Nachteile mit sich:

• Sowohl der Pufferspeicher als auch die Kollektoren sind durch Frost gefährdet, da das Brauchwasser natürlich nicht mit einem Frostschutzmittel versehen werden kann. Während der Pufferspeicher durch eine massive Wärmedämmung geschützt werden kann, ist das für die Kollektoren kaum möglich. Man beachte, dass bereits ein einmaliges Einfrieren z. B. bei einer extremen Wetterlage zum Totalausfall der Anlage führen dürfte.
• Da ständig frisches Brauchwasser in die Kollektoren gelangt und dort erhitzt wird, werden diese allmählich verkalken. Eine Entkalkung dürfte deutlich aufwendiger sein als bei einem Wärmeübertrager.

Zusätzliche Nachteile entstehen auch dann, wenn doch ein Wärmeübertrager und eine Solarflüssigkeit in den Kollektoren verwendet wird:

• Die Warmwasserverteilung muss natürlich vom Warmwasserspeicher aus erfolgen, was u. U. unpraktisch ist.
• Der hohe Montagestandort erschwert die zusätzliche Beheizung an trüben Tagen: Ein Heizkessel wird sich kaum direkt unter dem Dach installieren lassen; allenfalls ein kompakter Gaskessel könnte in Frage kommen, am ehesten aber die Option der Elektrowärme (Elektroheizstab oder elektrischer Durchlauferhitzer). Wenn jedoch Elektrowärme verwendet wird, vermindert dies die Energieeffizienz des Gesamtsystems wieder erheblich.

Entschärft wird die Standortproblematik, wenn die Kollektoren nicht auf dem Dach liegen, sondern z. B. tiefer an der Fassade, was jedoch oft eine nicht optimale Ausrichtung zur Sonne erzwingt und optisch unschön sein kann.

Auch bei der Solarthermie sind die Nachteile, die durch ein Schwerkraftsystem entstehen, in der Regel wesentlich gewichtiger als der Vorteil einer eingesparten Umwälzpumpe und Regelung. Deutlich niedrigere Anlagenkosten dürften nur möglich sein, wenn der Standort natürlicherweise frostsicher ist (also sich also z. B. in Südeuropa befindet, nicht in Mitteleuropa) und wenn bei mangelnder Sonneneinstrahlung entweder auf warmes Wasser verzichtet wird oder ein (ineffizienter) Elektro-Durchlauferhitzer zum Einsatz kommt.

Siehe auch: solare Warmwasserbereitung, Solarthermie