Lebensdauer einer Solarthermieanlage

Lebensdauer und Leistungsverlust von Solarthermieanlagen

Die von den Herstellern gewährte Garantiezeit spiegelt die Lebenszeit einer Solarthermieanlage nicht 1:1 wider. Diese ist nämlich in der Regel deutlich länger. Richtig ist, dass sich im Laufe der Jahre einige Leistungsverluste einstellen. Richtig ist aber auch, dass die Kollektoren oft noch viele Jahre nach der erwarteten Lebensdauer genügend Energie liefern, um effektiv das Trinkwasser zu erwärmen und/oder die Heizung zu unterstützen. Wir setzen die Erfahrungswerte zur Lebensdauer in Relation zu den Herstellergarantien der einzelnen Komponenten. Außerdem decken wir die Gründe für die Alterungsprozesse auf und zeigen, wie man Leistungsverluste minimiert.

Solarthermieanlagen: Herstellergarantie vs. tatsächliche Lebensdauer

Die Hersteller-Garantiedauer auf Solarthermieanlagen ist meist kürzer, als viele erwarten. Bei Markenherstellern wie Buderus, Rotex, Vaillant, Viessmann und TWL liegen die Garantien produktspezifisch häufig bei rund 5 Jahren für Solarkollektoren und Wärmespeicher und teils bis zu 10 Jahren bei einzelnen Komponenten wie Wärmetauschern oder bestimmten Kollektor-Linien. Konkrete Werte und Bedingungen stehen im jeweiligen Garantieblatt – bei deutlich längeren Versprechen lohnt der Blick ins Kleingedruckte (Ausschlüsse, Pflichten, Registrierung).

Das heißt aber nicht, dass eine Solarthermieanlage nach 5 Jahren das Ende ihrer Lebenszeit erreicht hat. Zum Glück, denn dann würde sie sich niemals amortisieren. Selbst ältere Schätzungen, die noch eine mittlere Lebensdauer von 20 Jahren angaben, gelten mittlerweile als überholt. Bereits 2018 schlug die AGEE-Stat (Arbeitsgruppe Erneuerbare Energien-Statistik) im Bundeswirtschaftsministerium vor, eine im Mittel 25-jährige Lebensdauer von Solarthermie-Anlagen anzunehmen. Dies kommt auch internationalen Einschätzungen wesentlich näher: Österreich und die Schweiz gehen seit Längerem von 25 Jahren aus, Dänemark sogar von 30 Jahren Solarthermie-Lebensdauer.

Doch warum halten sich die Hersteller mit ihren Versprechen so zurück? Mit der Garantie stehen sie dafür gerade, dass ein Produkt bis zum Ende der gewährten Garantiezeit frei von Sachmängeln ist, also ohne Abstriche seinen Dienst verrichtet. Tatsächlich steht der langen Lebensdauer ein im Laufe der Jahre einsetzender Leistungsverlust gegenüber. Er sollte aber nicht dramatisiert werden. Studien haben gezeigt, dass die Leistungseinbußen sehr moderat ausfallen:

• Das Nationallabor für Energie und Geologie (LNEG) in Lissabon ermittelte den Leistungsverlust von drei unterschiedlichen Arten von Flachkollektoren an zwei Standorten über zwei Jahre. Im Schnitt büßten die Anlagen zirka 0,6 Prozent pro Jahr an Performance ein. Die Werte schwankten ziemlich stark; eine Anlage zeigte am Ende sogar eine bessere Leistungskurve.
• Messdaten einer Solarthermieanlage in Texas zeigten, dass die 1982 installierte Anlage nach 22 Jahren noch Warmwasser lieferte, wenn auch mit verminderter Leistung.
• Eine 2002 bis 2009 durchgeführte Studie der Universitäten Lund (Schweden) und Lyngby (Dänemark) dokumentierte, dass über 20 Jahre alte Solarthermie-Kollektoren noch funktionstüchtig liefen, mit überschaubaren Effizienz-Verlusten gegenüber dem Neuzustand. Höhere Werte gegenüber Vorjahren erklären sich primär aus zwischenzeitlich technisch verbesserten Komponenten, nicht aus „Verbesserung durch Alterung“.

Leistungsverluste bei Solarkollektoren

Solarthermie-Kollektoren sind allerlei Einflüssen ausgesetzt: Witterung, Feuchtigkeit und Temperaturschwankungen führen unweigerlich zur Alterung der einzelnen Elemente:

• Bei hohen Temperaturen finden im Absorber Oxidationsprozesse statt. Diese senken die Absorptionsfähigkeit des Bauteils.
• Verschmutzungen und Trübungen der Glasscheibe reduzieren zusätzlich den Wirkungsgrad.
• Bei indirekt durchströmten Vakuumröhrenkollektoren (Heatpipes) können die Glasröhren an den Übergängen von Glas zu Metall mit der Zeit ihr Vakuum verlieren. Das senkt die Gesamtleistung der Anlage erheblich.
• Versagen die Dichtungen oder sind die Belüftungsöffnungen zu klein, bildet sich Kondenswasser an der Glasscheibe und an den Rohren. Tritt das Problem sehr häufig auf, beschädigt die Feuchtigkeit die Oberfläche des Absorbers.

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Lebensdauer der Solarthermie-Systemkomponenten

Die Regelungselemente der Solarthermieanlage wie Solarpumpe, Sicherheitsventil, Schwerkraftbremse und Solarregler sind oft in einer kompakten Solarstation integriert und von einem Gehäuse geschützt. Dennoch sind auch sie Verschleiß ausgesetzt.

In der Regel beträgt die Lebensdauer von Solarkreispumpen 15 bis 20 Jahre. Die übliche Herstellergarantie von 5 Jahren schließt aber auch ein früheres Versagen nicht aus. Um Betriebskosten zu sparen, lohnt es sich zudem immer, veraltete Pumpen auszutauschen. Aktuelle Hocheffizienz-Solarpumpen (z. B. Wilo Yonos Para ST, Grundfos Alpha Solar) sind je nach Betriebspunkt sehr genügsam: Datenblätter zeigen modellabhängig wenige Watt im Minimum bis ca. 45 W bei Volllast; LIavg/PLavg liegen oft unter 20 W. Gegenüber älteren ungeregelten Pumpen mit 50–100 W bedeutet das eine deutliche Stromeinsparung; konkrete Werte stehen im jeweiligen Datenblatt. Preise sind 2026 marktabhängig: Endkunden-Pumpen liegen je nach Hersteller, Modell und Händler grob zwischen rund 160 und 400 Euro brutto inkl. MwSt. (OEM-/Ersatzteil-, Pumpengruppen- und Fachhandwerker-Preise können abweichen) – exakte Werte stehen im Angebot des Fachhändlers.

Die ordnungsgemäße Funktion eines Solarreglers wird selten für mehr als 2 Jahre garantiert. Das ist allerdings ausgesprochen wenig. Wer auf gute Qualität achtet, kann durchaus 10 bis 15 Jahre Freude an der Anschaffung haben. Eine schlecht funktionierende Solarregelung erkennt man an zu hohen Temperaturen im Speicher oder an einem zu hohen Druck in den Rohren. Aus diesem Grund lohnt sich eine jährliche Überprüfung der Sensoren und der anderen Elemente. Auch wenn es für Solarthermie kein starres gesetzliches Wartungsintervall gibt, verpflichtet § 60 GEG Betreiber zur regelmäßigen fachkundigen Wartung wirkungsgradrelevanter Komponenten der Heizungs- und Warmwasseranlage – siehe dazu unseren Beitrag Wartungsbedarf einer Solarthermieanlage.

Alterungsprozess bei der Solarflüssigkeit

Die Kollektoren erzeugen im Sommer, und dann während der Mittagsstunden, ganz besonders viel Wärme. Nicht alles davon kann vom Speicher abgenommen werden. Die Folge: Die Solarflüssigkeit stagniert, erreicht Temperaturen von über 160 Grad Celsius und verdampft. Das ist an sich kein Problem, da das Ausdehnungsgefäß normalerweise genau auf dieses Ereignis dimensioniert ist. Allerdings beschleunigen hohe Temperaturen die Degradation des Solarfluids.

Zerfällt das Wasser-Propylenglykol-Gemisch, erhöht sich unter Umständen die Frostschutzgrenze. Dann kann die Solarflüssigkeit im Winter gefrieren und die Rohre beschädigen. Selbst wenn dieser Extremfall nicht auftritt, verringern Ablagerungen in den Rohren den Durchfluss und verschlechtern so den Wirkungsgrad der Anlage. Im schlimmsten Fall kann zersetzte Solarflüssigkeit sogar Korrosion verursachen.

Daher sollten Sie mindestens einmal jährlich eine Flüssigkeitsprobe entnehmen. Hersteller-Praxiswerte zeigen einen Wechsel meist alle 5 bis 10 Jahre; bei Heizungs-Unterstützung mit hoher thermischer Belastung früher, bei reinen Trinkwasser-Anlagen mit geringer Belastung auch erst nach gut 10 Jahren. Entscheidend ist der gemessene Zustand, nicht das Kalenderjahr.

Anzeichen für eine Degradation der Solarflüssigkeit sind:

• eine braune Verfärbung oder sonstige Trübungen
• ein pH-Wert unter dem Hersteller-Grenzwert (häufig 7,5; mit einem pH-Indikator oder Indikator-Streifen leicht zu bestimmen). Frische Solarflüssigkeit ist je nach Produkt schwach bis deutlich alkalisch eingestellt – TYFOCOR L z. B. Konzentrat pH 6,5–8,0 und im 1:2-Gemisch mit destilliertem Wasser pH 7,5–8,5; TYFOCOR G-LS pH 9,0–10,5. Maßgeblich ist immer das Hersteller-Datenblatt. Maßgeblich ist immer der Hersteller-Grenzwert im Datenblatt.
• ein unangenehmer, beißender Ammoniakgeruch.

Leistungsverlust der Solarthermieanlage minimieren

Die Degradation einer Anlage lässt sich nie komplett aufhalten. Mit einigen Maßnahmen können Sie jedoch die Alterserscheinungen hinauszögern – oder zumindest das Beste aus der Solarthermieanlage herausholen:

• Achten Sie insbesondere bei heizungsunterstützenden Solarthermieanlagen darauf, dass das Aufdehnungsgefäß ausreichend dimensioniert
• Prüfen Sie mindestens einmal im Jahr, ob Druck- und Temperaturmesser ordnungsgemäß funktionieren.
• Halten Sie die Glasabdeckungen frei von Verschmutzungen.
• Befüllen Sie die Rohre nur mit hochwertiger Solarflüssigkeit.
• Schließen Sie eventuelle Automatiklüfter nach der Befüllung, um Luft in der Anlage zu vermeiden.

Sollte sich dennoch Luft in der Anlage angesammelt haben, wird eine Entlüftung erforderlich. Wie Sie diese vornehmen, verrät unser Beitrag Solarthermieanlage entlüften. Gewusst wie, ist auch das Auswechseln der Solarflüssigkeit keine Zauberei.

Sinn und Zweck einer Anlagenüberwachung

Die Hauptaufgabe des Solarreglers ist die Steuerung der Solarpumpe. Der Regler überwacht die Ist- und Sollwerte der Temperatur in den Kollektoren und im Wärmespeicher und veranlasst die Pumpe, sich zum richtigen Zeitpunkt ein- und auszuschalten. Daneben können Solarregler z.B. die Betriebsstunden der Anlage zählen oder den Anlagenzustand mit sämtlichen Parametern protokollieren. So ist es leicht, mögliche Störungen und Fehlerquellen schnell zu bemerken – und auszuräumen.

Besonders praktisch ist die Anlagenüberwachung aus der Ferne. Ist ein Solarregler mit einer Fernüberwachungsfunktion ausgestattet, wird die Diagnose via Internet auf einem stationären oder mobilen Gerät ablesbar. So bleiben die Anzeichen für drohende Ertragseinbußen noch seltener unbemerkt.

Solarthermie Wartungsbedarf

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