WÄRME. WISSEN. KOMPAKT.: Solarthermie

In der dritten Woche unserer Reihe zu alternativen Wärmetechnologien geht es um die Solarthermie. 

Mit einem prognostizierten Potenzial von ca. 100 TWh jährlicher Nutzwärme könnte die Solarthermie einen wichtigen Beitrag zur Deckung unseres Wärmebedarfs leisten. Wie genau die Solarthermie funktioniert und mit welchen Herausforderungen zu rechnen sind, erklären wir euch hier. 

Wie funktioniert Solarthermie?

Solarthermie nutzt die Strahlungsenergie der Sonne. Hierfür wird eine Flüssigkeit, die in den Solarthermiekollektoren zirkuliert, durch die Sonnenstrahlung erwärmt. Diese Wärme wird mittels eines Wärmeübertragers direkt genutzt oder an einen Speicher abgegeben. Die so abgekühlte Flüssigkeit wird anschließend in den Kollektoren wieder erwärmt.

Herausforderungen in der Anwendung

Der Vorteil der Solarthermie ist ihr hoher Wirkungsgrad. So können 40-60% der Sonnenenergie in nutzbare Wärme umgewandelt werden. Verluste entstehen hingegen bei der Speicherung der Wärme. Da die meiste Wärme im Sommer produziert wird, jedoch erst im Winter am meisten benötigt wird, werden große saisonale Speicher nötig sein. 

Eine weitere Herausforderung der Freiflächennutzung durch Solarthermie ist die starke Konkurrenz zu anderer Flächennutzung wie Wohnbebauung oder Landwirtschaft. Da der Flächenverbrauch der Solarthermie deutlich geringer ist im Vergleich zu Energiepflanzen, könnte Solarthermie aber auch möglicherweise auf Ackerflächen installiert werden, die momentan für Energiepflanzen genutzt werden. Auch eine kombinierte Nutzung von Solarthermie und Landwirtschaft wäre, ähnlich wie sie bei der Photovoltaik bereits Praxis ist, denkbar.

Um größere Freiflächen-Solarthermie-Anlagen bauen zu können, müssen dafür vorerst die notwendigen Flächen identifiziert und für die solarthermische Nutzung und Speicherung verfügbar gemacht werden. Darüber hinaus müssen genehmigungsrechtliche und sicherheitstechnische Anforderungen hinsichtlich der großflächig bebauten Areale und der großen Speichermengen frühzeitig geprüft werden. 

Praxisbeispiel Silkeborg in Dänemark 

Wie Solarthermie es schafft 20% des Wärmebedarfs einer Stadt mit rund 48.500 Einwohner*innen zu decken, zeigt das Beispiel der weltgrößten Anlage im dänischen Silkeborg. Mit 12.000 Solarkollektoren auf einer Fläche von knapp 22 Fußballfeldern erzeugt Silkeborg jedes Jahr 80.000 MWh Wärme. Die ganzjährige Nutzung der Wärme wird ermöglicht mit vier großen, zylindrischen Wärmespeichern befüllt mit Wasser. Ergänzend wird außerdem neben weiteren Quellen auch die Abwärme eines Rechenzentrums genutzt. Während Dänemark schon früh auf Solarthermie setzte und die Technologie verbreitet ist, werden solche Anlagen auch in Deutschland immer gefragter. Die bislang größte deutsche Solarthermieanlage steht in Greifswald, wo Kollektoren auf vier Hektar ungefähr acht Gigawatt Wärme erzeugen.