Thermosiphonkollektor: Schwerkraft-Solaranlagen zur Brauchwassererwärmung

Thermosiphonkollektoren funktionieren nach dem Schwerkraft-Umlauf-Prinzip. Das heißt, dass das durch Sonneneinstrahlung im Kollektor erwärmte Wasser nach oben in einen Solarthermie-Speicher steigt und von dort entnommen. Öffnet man das Entnahmeventil des Speichers, drückt das Frischwasser das Warmwasser aus dem Speicher und füllt diesen gleichzeitig wieder auf. Wird kein Wasser entnommen, so sinkt das abgekühlte Wasser im Speicher nach unten und fließt durch dessen unteren Auslass wieder zurück in den Solarthermie-Kollektor, um dort wieder erwärmt zu werden. Während Flachkollektoren mit einem vom Speicher getrennten Kreislauf arbeiten, funktionieren Thermosiphonanlagen mit einem geschlossenen Solarkreislauf, der nur vom Brauchwasser durchflossen wird.

Thermosiphonkollektoren sind relativ einfach aufgebaut und daher im Vergleich zu anderen Systemen zur Brauchwassererwärmung günstiger. Aufgrund fehlender beweglicher Teile sind sie außerdem sehr zuverlässig und wartungsarm. Zudem wird aufgrund des Schwerkraftprinzips und des geschlossenen Brauchwasserkreislaufs eine Umwälzpumpe und ein weiterer Wärmetauscher eingespart, was die Anlagenkosten wiederum senkt. Da Thermosiphonkollektoren nur über eine geringe Wärmedämmung verfügen und so relativ schnell ihre Wärme verlieren, sobald die Umgebungstemperatur des Speichers sinkt, werden Thermosiphonkollektoren vielfach nur in südlichen Ländern eingesetzt. Um ein Einfrieren im Winter zu vermieden, sollte der Solarthermie-Speicher zudem entleert werden.

Typische Thermosiphonkollektoren werden meistens als Kompaktanlage bestehend aus Solarthermie-Kollektor, Speicher und Montagegestell zur Freiaufstellung angeboten. Eine Thermosiphonanlage ist meistens mit einer rund 2m² großen Kollektorfläche, einem 200-Liter-Speicher und einem Elektro-Heizstab ausgestattet und erreichen eine maximale Trinkwassertemperatur von rund 80°C. Einige Hersteller bieten Thermosiphonanlagen auch mit einem thermostatischen Überhitzungsschutz an, der bei Erreichen der Speichermaximaltemperatur den weiteren Zufluss verriegelt und so die Speichertemperatur stabilisiert. So ist es auch möglich, die Thermosiphonanlage zu dämmen und auch in nördlicheren Breiten einzusetzen oder die Nutzungsdauer im Jahr zu erhöhen.