Thermische Solaranlage selber bauen

Solartechnik und Sonnenenergie für Warmwasser

Thermische Solaranlagen werden wegen der steigenden Energiepreise immer lukrativer. Dennoch sind Lösungen "von der Stange" noch relativ teuer und mit einem recht großen baulichen Aufwand verbunden.

Insbesondere für Häuser mit kleiner Dachfläche, beispielsweise Ferienhäuser oder ähnliches, lohnen sich die großen Anlagen kaum.

Wir zeigen Ihnen eine interessante Eigenbau-Alternative für Ihr Dach: Die kleine Selbstbau-Solaranlage für ein wohliges Gefühl unter der Dusche und im Geldbeutel.

Sonnenenergie Marke Eigenbau: Materialien und Werkzeuge

Materialien:

  • 2 Stück Holzbalken 8 x 8 x 266 cm
  • 2 Stück Holzbalken 8 x 8 x 96 cm
  • 1 Stück Spanplatte 274 x 96 cm
  • 1 Stück Wellblech, 250 x 80 cm
  • 2 Stück Plexiglasscheiben 150 x 150cm
  • 2 Stück Wärmereflektorfolie 300 x 100 cm
  • 9 Stück Kupferrohr  250 cm / 10 mm
  • 4 Stück Winkelrohre 10 mm
  • 16 Stück T-Rohre 10 mm
  • Isolierschaum
  • Kupferrohr (für Wasseranschluss)
  • Holznägel und Holzsschrauben
  • 16 Schrauben 4,0 x 120 mm
  • 50 Schrauben 2,5 x 25 mm
  • 50 kleine Stahlnägel
  • 4 Schlauchschellen 12-25 mm
  • 2 Dosen schwarzer Sprühlack, matt

Werkzeuge:

  • Bohrmaschine
  • Akkuschrauber
  • Holzbohrer entsprechende des Schlauchdurchmessers
  • Rohrschneider
  • Hammer
  • Säge
  • Schraubendreher
  • Rohrzange
  • Bohrhammer

Thermische Solarenergie: Wie funktioniert das?

Arbeitsprinzip einer Solarthermieanlage, System Tichelmann.

Thermische Solarenergie hat mit Photovoltaik, der Stromerzeugung aus Sonnenenergie, nichts zu tun. Vielmehr wird in solarthermischen Verfahren Wasser durch die Sonne aufgewärmt. Durch die Materialauswahl und eine möglichst große Kollektorenoberfläche kann das Wasser so auf bis zu 70 °C erhitzt werden, dies hängt jedoch von der Sonneneinstrahlungsintensität und -dauer ab. 

Die Besonderheit dieser Anlage liegt in den Eigenbau-Kollektoren: Anders als in handelsüblichen Solarthermieanlagen, für die Kollektoren fertig zugekauft werden, lassen sich die Kosten für eine thermische Solaranlage erheblich senken, wenn Sie diese selber bauen. Das durchströmende Wasser wird in dünnen Röhren vor einem dunklen Hintergrund den Sonnenstrahlen ausgesetzt und erwärmt sich.

Anders als in gewerblichen Anlagen hat diese Solaranlage zudem keinen Sekundärkreislauf: Das erhitzte Wasser, welches später aus der Dusche kommt, wird direkt in den Warmwasserboiler eingeleitet.
Allerdings kann die Anlage wegen Frostgefahr nicht im Winter betrieben werden, angesichts der mangelnden Sonnenstunden ist dies jedoch kein großer Verlust. Der Warmwasserboiler bleibt nötig, da die Anlage lediglich ein Ergänzungssystem darstellt.

Montage der thermischen Solaranlage

Bauplan für das Rohrsystem

Rohrsystem bauen

Das Rohrgitter der Anlage ist insgesamt 250 cm lang und 80 cm breit. Dazu müssen Sie die Rohre zunächst zuschneiden. Sieben der 250 cm-Rohre bleiben, wie sie sind.

  • Schneiden Sie mit dem Rohrschneider aus dem verbliebenen Kupferrohr insgesamt 12 Stücke mit einer Länge von jeweils 9 cm zurecht.
  • Stecken Sie jeweils 6 Rohrstücke mit den T-Verbindern zusammen und befestigen Sie am Ende jeweils zwei Winkelstücke. Die verbliebenen Öffnungen der T- und Winkelstücke weisen alle in die gleiche Richtung. 
  • Stecken Sie die sieben 250 cm-Kupferrohre in die T- und Winkelstücköffnungen beider Seiten; so erhalten Sie einen stabilen Rohrrahmen. 
  • Schneiden Sie danach vom letzten langen Kupferrohr 20 cm ab und verbinden Sie es wieder mit einem T-Stück. Stecken Sie die beiden Rohre in die Winkelstücke und längen Sie diese ggf. ab, damit die Rohre in die Konstruktion passen. Drehen Sie die T-Stücke seitwärts (siehe Zeichnung).

Die Rohrverbindungen der thermischen Solaranlage müssen noch wasserdicht verpresst werden. Hierfür brauchen Sie eine Rohrpresszange, wie sie auch von Installateuren bei der Heizungsmontage verwendet wird. Verpressen Sie nun sorgfältig alle Verbindungen am Rohrrahmen.

Zum Abschluss sollten Sie noch eine Dichtigkeitsprüfung durchführen: Schließen Sie mit einer Schlauchklemme an der einen Seite des Rahmens einen Gartenschlauch an und verschließen Sie die andere Seite mit einem geeigneten Blindstopfen, drehen Sie dann das Wasser voll auf: Alles dicht? Dann weiter mit dem nächsten Schritt.

Holzrahmen montieren

Montieren Sie nun aus den Kanthölzern und den 4,0 x 120 mm-Schrauben den Holzrahmen. Anschließend nageln Sie die Wärmereflektorfolie an der Innenseite des Rahmens alle 20 cm mit einem Nagel fest – dies geht deutlich besser ohne Rückwand. 

Schrauben Sie nun die Rückwand hinten auf dem Rahmen fest, sodass sich für den Rohrrahmen ein solides "Bett" bildet. Bohren Sie am Schluss mit dem Holzbohrer rechts und links, auf Höhe des Zu- und Ablaufs, zwei Löcher für die Anschlussschläuche durch den äußeren Rahmen hindurch.

Legen Sie anschließend das Wellblech in den Holzrahmen und schrauben Sie es an der Unterseite mit 6 3,0 x 25mm-Schrauben oben, unten und in der Mitte fest.

Nehmen Sie dann den schwarzen Sprühlack zur Hand und lackieren Sie den gesamten Rahmen gründlich und deckend von innen aus. Das Ergebnis muss nicht schön, sondern nur satt schwarz sein.

Rohrrahmen einsetzen, anschließen und verschließen

Nachdem die schwarze Farbe getrocknet ist, können Sie nun den Rohrrahmen im Kollektorkasten einsetzen. Schließen Sie die beiden Zuleitungsschläuche an den nach oben weisenden T-Stücken mit den Schlauchschellen an und führen Sie die Schläuche durch die Rahmenbohrungen. Achten Sie schon jetzt auf eine ausreichende Schlauchlänge zum Boiler.

Nun können Sie die Plexiglasplatten auf den Kollektorkasten aufsetzen und mit den 3,0 x 25 mm-Schrauben fest verschrauben. Eine umlaufende Silikonnaht sorgt für Dichtigkeit bei schlechtem Wetter und trägt zur Wärmeisolierung bei. 

Jetzt kann der Kollektorkasten auf dem Dach montiert werden. 

Dachmontage und Anschluss des Kollektors

Nun können Sie die Solarkollektoren aufstellen, dabei hängt die richtige Montagemethode von Ihrem Dach ab. Achten Sie aber in jedem Fall darauf, die Dachkonstruktion nicht zu beschädigen.

Die Zu- und Ablaufschläuche werden wie folgt angeschlossen:

  • Der Zulaufschlauch wird direkt mit einem außenliegenden Wasserhahn verbunden
  • Der Ablaufschlauch wird mit dem Wasserboiler im Hausinneren verbunden 

Der Leitungsdruck sorgt nun dafür, dass warmes Wasser in den Kollektor nachfließen kann und so die Warmwasserversorgung des Hauses unterstützt. Im Kollektorsystem befinden sich etwa 8,5 Liter warmes Wasser – genug zum Spülen oder für die abendliche Katzenwäsche.

Wir wünschen Ihnen viel Erfolg beim Energiesparen.

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der Camper , d. 18-09-14 18:46:

Hallo Solarheizung Fan
Nun sei mal etwas kreativ ;-)
Schalte eine Solar betriebene Pumpe dazwischen und lasse das Wasser zwischen Boiler und Solarzelle zirkulieren und schon kannst Du den Boiler beheizen und das w.-Wasser speichern.
Vorteil ist,dass durch die Solarpumpe der Umkehreffekt (Abkühlung über den Kollektor) weitestgehend vermieden wird.
Viele Grüße aus der Prignitz.

Solarheizung Fan , d. 06-09-14 09:38:

Hallo, bis jetzt war ich ja sehr grosser Solar Fan, Aber nur 8,5 Liter? Das ist ja nicht besonders viel. Am Abend mag das ja reichen, wenn man keine grosse Familie zu versorgen hat, aber den meisten Warmwasserverbrauch haben die meisten, zumindest ich ja sowieso am Morgen wenn man aus dem Haus muss. Da muss dann am Ende doch wieder die Gasheizung herhalten… Ist das Lukrativ?!
Liebe Grüsse

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Bildnachweis
1. "Thermische Solaranlage"von Norbert Nagel (Wikimedia Commons) Lizenz: [CC BY-SA 3.0] Copyright: [Norbert Nagel CC BY-SA 3.0]
2. "Solarthermieanlage, System Tichelmann"von Jelko Arnds in der deutschen Wikipedia (Wikimedia Commons) Lizenz: [Gemeinfrei]
3. "Thermische Solaranlage"von Heimwerker.de (Heimwerker.de) Copyright: [Heimwerker.de]

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