Das Wichtigste in Kürze
  • Die Leistung eines Vakuumröhrenkollektors ist vor allem mit Blick auf seine Größe sehr hoch. Auch mit wenig Dachfläche können Sie so große Mengen Warmwasser bereitstellen.
  • Bei Photovoltaik wird Sonnenenergie in Strom umgewandelt, jedoch mit einem niedrigen Wirkungsgrad. Ein Vakuumröhrenkollektor nutzt hingegen direkt einen Großteil der Strahlung zur Erhitzung für Wasser und Heizkreislauf.
  • Während die Sonnenstrahlen ihre Energie sehr direkt auf die Flüssigkeiten in den Kollektorröhren abgeben, verhindert das Vakuum, dass die so gewonnene Wärme wieder verloren geht. Selbst bei tiefen Temperaturen gelangt deshalb heißes Wasser über den Röhrenkollektor in Ihr Haus.

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Etwa 80 % der in Privathaushalten verbrauchten Energie wird für die Raumwärme beziehungsweise Warmwasser aufgewendet. Das Sparpotential in diesem Bereich ist entsprechend groß, weshalb bereits über 60 % neu gebauter Wohngebäude über eine Solaranlage oder andere erneuerbare Energien nicht nur Kosten, sondern auch den Verbrauch fossiler Brennstoffe verringern.

Der Flachkollektor und mit einem noch höheren Ertrag pro Quadratmeter der Vakuumröhrenkollektor sorgen für die direkte Ausnutzung der Wärme für Ihr Zuhause. Erfahren Sie in unserem Vakuumröhrenkollektor-Vergleich 2020, worauf Sie bei den unterschiedlichen Typen achten müssen, wie groß die Fläche sein sollte und was Sie zusätzlich benötigen.

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1. Versprechen Material und Gestaltung hohe Effizienz?

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Die Energie der Sonne wird unmittelbar zur Erwärmung von Wasser verwendet, das in einem Warmwasserspeicher und dem Heizkreislauf genutzt wird.

Licht durchdringt die gläsernen Röhren. Eine spezielle Beschichtung sorgt dafür, dass ein Großteil der darin enthaltenen Wärme an das durchlaufende Wasser oder eine besondere Solarflüssigkeit abgegeben wird. Weil die Röhren aus zwei ineinander liegenden Glaskörpern bestehen, die nur am oberen Ende verbunden sind und durch luftleeren Raum isoliert sind, bleibt diese Wärme in der inneren Röhre und wird zu großen Teilen an Ihr Warmwasser oder einen Wärmetauscher abgegeben.

Die evakuierten Röhren des Vakuumröhrenkollektors steigern die Leistung im Vergleich zum Flachkollektor noch einmal um einige Prozente. Wird ein zusätzlicher Parabolspiegel unterhalb der Leitungen montiert, erhalten Sie einen sogenannten CPC-Vakuumröhrenkollektor, der auch seitlich eintreffendes Licht nutzen kann. CPC steht dabei für compound parabolic concentrator, also zusammengesetzter Parabolspiegel oder Parabolrinne. Einige Hersteller bieten diese Röhrenkollektoren als besonders effiziente Variante im Komplettpaket an, die auf gleicher Fläche deutlich mehr Wärme als einfache Flachkollektoren gewinnt.

Fazit: Die Solarthermie stellt einen effektiven Weg dar, die Wärme der Sonne direkt für das eigene Haus nutzbar zu machen. Der Aufbau des Vakuumröhrenkollektors sorgt für einen hohen Wirkungsgrad. Dass sich so nicht nur Energie nutzen lässt, die andernfalls einfach vom Dach absorbiert werden würde, zeigt ein Test von Vakuumröhrenkollektoren und anderen Modulen bei Öko-Test. Es wird gezeigt, dass Sie mit einer ausreichend langen Laufzeit Ihren finanziellen Aufwand mehr als kompensieren können.

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2. Die verschiedenen Kategorien von Vakuumröhrenkollektoren: Einfache Wartung durch indirekte Durchströmung?

Während das gemeinsame Merkmal die zwei ineinander liegenden Glasröhren sind, welche wie eine Thermoskanne durch Vakuum für optimale Isolierung getrennt sind, gibt es ein paar sehr deutliche Unterschiede im weiteren Aufbau, der auch in den diversen Vakuumröhrenkollektor-Tests im Internet zu großen Unterschieden führt.

Art des Aufbaus Eigenschaften
direkt durchströmte Kollektoren
direkt-wasser-vakuumroehrenkollektor
Wasser für Heizung und Bad wird direkt im Sonnenlicht erhitzt
+ keine Solarflüssigkeit notwendig
+ einfache Konstruktion ohne Wärmetauscher
- hoher Wartungsaufwand
- stark begrenzter Temperaturbereich
indirekt durchströmte Kollektoren
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Ihr Nutzwasser wird erst im Wärmetauscher erhitzt
+ Solarflüssigkeit auch bei niedrigen und hohen Temperaturen flüssig
+ hohe Haltbarkeit durch getrennte Kreisläufe
+ einfache Montage von Ersatzröhren am Vakuumröhrenkollektor
- gelegentlicher Flüssigkeitswechsel nötig
- Einsatz von Chemie
- geringere Wärmeleitfähigkeit als Wasser
CPC-Vakuumröhrenkollektoren
vakuumroehrenkollektor-cpc
hinter den Röhren befinden sich Parabolspiegel
+ effiziente Flächennutzung
+ hoher Ertrag auch bei indirektem Licht
+ hoher Wirkungsgrad bezüglich genutzter Fläche
- erhöhte Anschaffungskosten
- erhöhter Reinigungsaufwand
Verschiedene Einsatzgebiete: Direkt durchflossene Vakuumröhrenkollektoren eignen sich vor allem für industrielle Zwecke. Die zusätzliche Kühlung im Sommer und Erwärmung im Winter zum Schutz der Leitung lohnt sich besonders im Dauereinsatz. Für die private Anwendung empfehlen wir von Vergleich.org Kollektoren mit Wärmetauscher, sogenannte Heatpipe-Vakuumröhrenkollektoren, deren Wartung und Instandsetzung mit weniger Aufwand verbunden ist.

Der beste Vakuumröhrenkollektor lässt sich anhand Ihrer Möglichkeiten und Bedürfnisse relativ leicht herausfinden. Müssen Sie für einen Industriebetrieb auch im Sommer große Mengen von heißem Wasser gewinnen, können sich eine entsprechend große, direkt mit Leitungswasser durchflossene Solaranlagen lohnen.

Für den privaten Gebrauch dagegen ist das indirekte System, das pro Quadratmeter zumeist etwas teurer in der Anschaffung ist, gut geeignet. Steht Ihnen hierfür eine große Dachfläche zur Verfügung, können Sie auch auf Parabolspiegel verzichten. Zwar ist der Aufbau dieser Vakuumröhrenkollektoren effizienter, aber erst bei weniger idealen Bedingungen lohnt sich der Mehraufwand tatsächlich.

Unabhängig davon, welchen Vakuumröhrenkollektor Sie kaufen, sind noch ein paar essentielle Komponenten für eine funktionierende Solaranlage wichtig, die das komplette Vakuumröhrenkollektor-Set bilden:

  • je nach Montageart Material zur Dachbefestigung oder Aufstellung
  • Solarstation mit Pumpe
  • elektronische Steuerung
  • Ausdehnungsgefäß
  • geeignete Solarflüssigkeit

Für jeden Quadratmeter Kollektorfläche werden zudem 50 Liter Warmwasserspeicher benötigt, also bei einem typischen Paneel mit 30 Röhren üblicherweise 250 Liter. So kombinieren Sie bei der Förderung der Wärme durch der Solarthermie-Anlage Ihr System mit einem Zwischenspeicher, der das heiße Wasser solange aufbewahrt, bis Sie es benötigen.

Tipp: Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) unterstützt den Bau von Kollektoren und Photovoltaik-Anlagen genau wie die Anschaffung von Wärmepumpen mit einer Förderung. Die Liste der förderungsfähigen Anlagen finden sie hier.

montageart-der-vakuumroehrenkollektoren

3. Die Leistungsdaten der Solarkollektoren: Viel Ertrag auf kleiner Fläche

3.1. Die Fläche hängt von Ihrem Bedarf ab

Sonnenlicht

Nur knapp die Hälfte der Strahlung der Sonne ist sichtbar. Etwa 40 % sind Wärmestrahlung, die perfekt von Röhrenkollektoren eingefangen werden kann. Dieses unsichtbare, langwellige Licht wird auch in Solarzellen am effektivsten in Strom umgewandelt.

Der Wirkungsgrad der besten Vakuumröhrenkollektoren liegt bei über 90 %. Selbst bei einer nicht perfekten Übertragung der Wärme sinkt dieser Wert kaum. So lassen sich auch für die von Ihnen benötigte Gesamtfläche recht pauschale Werte nennen.

Pro Person können Sie mit einem Quadratmeter für Warmwasser und bei zusätzlichem Einsatz für die Heizung mit einem weiteren Quadratmeter kalkulieren. Für vier Personen und einer kompletten Bereitstellung wären also 8 Quadratmeter nötig. Bei einem Flachkollektor zum Beispiel bräuchten Sie mindestens noch einmal die Hälfte mehr, damit er verwendbar für die gleiche Wassermenge ist.

Wir von Vergleich.org empfehlen Ihnen bei der Planung der Größe unbedingt Rücksprache mit einem lokalen Installationsbetrieb zu halten. Dieser hat Erfahrung mit der vorherrschenden Sonnenscheindauer und dem Einfallswinkel der Strahlen und kann exakt für Ihr Dach an Ihrem Wohnort die Anzahl der Kollektoren kalkulieren.

Nur zum Vergleich: Eine gute Photovoltaikanlage erreicht lediglich einen Wirkungsgrad von 25 %, ein Benzinmotor aber auch nur 35 %.

3.2. Die Aperturfläche zeigt die Nutzfläche an

heizkosten-mit-solaranlage-senken

Durch die Energieersparnis zahlt sich die Anschaffung einer Solaranlage bei guter Pflege nicht nur für die Umwelt aus.

Die Apertur beschreibt in Bezug auf ein Gerät oder System, auf welcher Fläche das Licht eingefangen wird. Bei einem Fotoapparat ist damit die Blendenöffnung gemeint. Beim Solar-Kollektor ist es die von den Röhren bedeckte Fläche. Befinden sich dahinter Parabolspiegel, dienen auch diese der Aufnahme des Lichts und werden ebenfalls dazugezählt.

Die Apertur besitzt einen besonders hohen Stellenwert, wenn Ihnen auf dem Dach oder im Vorgarten nur wenig Fläche zur Verfügung steht und Sie sehr auf die Maße der Vakuumröhrenkollektoren achten müssen. Mit integrierten Parabolspiegeln können fast 90 % der Gesamtfläche zur Wärmegewinnung eingesetzt werden.

Bei manchen günstigen Vakuumröhrenkollektoren ohne Spiegel und mit Platz zwischen den Röhren kann der Wert dagegen um die 50 % liegen. Sofern Sie genügend geeignete Dachfläche besitzen, ist aber auch das kein Problem.

Tipp: Weniger entscheidend ist die Absorberfläche, die nur die Größe der inneren Röhre beschreibt. Da über Reflexionen das Licht konzentriert zu diesem Absorber gelangt, spielt vor allem die Apertur für die Effizienz eine wichtige Rolle.

photovoltaik-im-gebrauch

3.3. Die Röhren müssen robust sein

Damit die Funktion des Vakuumröhrenkollektors möglichst lang erhalten bleibt, muss das Material nicht nur Kälte und Hitze standhalten. Kälte kann durch guten Frostschutz in der Solarflüssigkeit selbst bei tiefen Temperaturen üblicherweise wenig Schaden anrichten.

Bei Hitze spielt der Betriebsdruck eine Rolle. Die allermeisten Solarpaneels sind bis mindestens 6 bar ausgelegt. Die Vakuumröhrenkollektoren von Buderus erreichen sogar 10 bar. Aber auch der niedrigere Wert wird selbst bei großer Hitze kaum erreicht, weil weiterhin ein Wärmeaustausch stattfindet und so zur Abkühlung beiträgt.

Echte Gefahren sind dagegen Unwetter, Stürme und insbesondere Hagel, die den gläsernen Komponenten schaden können. Dabei spielt der Blick auf die Dicke des Materials eine gewichtige Rolle. Insbesondere Röhren mit 2,0 mm oder mehr halten den allermeisten Witterungsbedingungen stand.

Aber auch dünnere Rohre sind dank der runden Form besonders stabil und gerade indirekt durchströmte Kollektoren sind vergleichsweise leicht instand zu setzen, sollte dennoch ein Schaden auftreten. Schließlich ist auch die stabilste Konstruktion nicht unzerstörbar.

Tipp: Dicke und lange Röhren sowie eine große Kollektorfläche und Parabolspiegel erhöhen das Gewicht der Gesamtanlage deutlich. Wir von Vergleich.org empfehlen Ihnen, in jedem Fall mit einem Dachdecker beziehungsweise Zimmermann über die Belastbarkeit und eine sichere Montage zu sprechen.

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4. Vakuumröhrenkollektor-Test bei Stiftung Warentest: Überzeugt der Energieertrag?

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Durch die Energieersparnis zahlt sich die Anschaffung einer Solaranlage bei guter Pflege nicht nur für die Umwelt aus.

Ein ausführlicher Test zu Vakuumröhrenkollektoren und Flachkollektoren findet sich bei dem anerkannten Prüfinstitut aus dem Jahr 2008. Angesichts des Alters der Untersuchung und wegen nur dreier Modelle mit Röhren kann dem nicht wirklich ein Vakuumröhrenkollektor-Testsieger entnommen werden.

Ganz allgemeine Erkenntnisse für die Kaufberatung lassen sich dagegen durchaus entnehmen. Der Stromverbrauch sowie die Haltbarkeit schneiden gut ab, aber vor allem die gute Nutzbarkeit der eingestrahlten Energie kann hervorgehoben werden. Gemein ist zudem allen geprüften Solaranlagen die einfache Handhabung und eine Energieersparnis von mindestens 50 %.

Unterschiede treten dabei nicht nur nach der Wahl des Herstellers auf. Auch die Installation, die der Handwerker vor Ort vornimmt, entscheidet darüber, wie gut die Wärme ins Haus gelangt. Allerdings sind Sie mit einem bekannten Hersteller auch bei der Verfügbarkeit von Ersatzteilen und zusätzlichen Komponenten oder Erweiterungen am ehesten auf der sicheren Seite.

Dazu zählen die bekannten Marken wie:

  • Wolf
  • Vaillant
  • Buderus
  • Sunpower
  • Westech Solar
  • Ravensberger Solar

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5. Fragen und Antworten zu Vakuumröhrenkollektoren

5.1. Welches Wasser wird für Vakuumröhrenkollektoren benötigt?

Während die direkt durchströmten Kollektoren für Leitungswasser konzipiert sind, müssen Sie bei den häufiger anzutreffenden indirekten Systemen eine besondere Solarflüssigkeit einsetzen.

In der Regel handelt es sich dabei um fertige Mischungen aus Glykol, Korrosionshemmern und Stabilisatoren, die im Gegensatz zu Wasser sowohl bei Kälte als auch Hitze flüssig bleiben. Sie gewähren einen sicheren Betrieb Ihrer Anlage und stellen die Funktion über das ganze Jahr sicher.

Tipp: Achten Sie beim Kauf auf die Herstellerangaben und verwenden Sie nur die empfohlenen Zusammensetzungen der Schutzmittel, um die Lebensdauer des Kollektors möglichst lang zu gestalten.

5.2. Welche Kosten entstehen durch den Vakuumröhrenkollektor?

Ein komplettes Vakuumröhrenkollektor-Set besteht immer aus mehreren Einzelteilen, die die Steuerung der Wasserzufuhr und auch die Wärmeregulierung übernehmen. Außerdem benötigen Sie weitere Elemente, um Ihre Heizung und auch eine Wärmepumpe mit dem auf dem Dach erhitzten Wasser zu speisen.

Je nach der Größe der Fläche können die Kosten der Kollektoren pro Quadratmeter durchaus zwischen 300 und 900 Euro schwanken. Als Richtwert können Sie mit 4.000 Euro für das Gesamtpaket planen.

Rechnen Sie dagegen die Energieersparnis ein, die ungefähr bei der Hälfte des Verbrauchs ohne Solaranlage liegen sollte, lohnt sich die Investition abhängig von Ihrem Verbrauch zumeist nach 10 Jahren.

Bildnachweise: amazon.com/ravensberger solar, amazon.com/sunrain, amazon.com/proeco, Adobe Stock/dreampicture, Adobe Stock/Zstock, Adobe Stock/Kange Studio, Adobe Stock/johannesspreter, Adobe Stock/Hans Peter Denecke, Adobe Stock/Marco2811, Adobe Stock/naypong, Adobe Stock/digital-designer, Adobe Stock/Anne Katrin Figge, Adobe Stock/reimax16 (chronologisch bzw. nach der Reihenfolge der im Kaufratgeber verwendeten Bilder sortiert)

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