Der Begriff Solarthermie bezeichnet die Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie. Da die Sonnenenergie, die auf die Erde auftrifft, um ein vielfaches höher ist als der Energiebedarf der Menschheit, spielt die Solarthermie im Bereich der erneuerbaren Energien eine bedeutende Rolle.
Dabei beruht das Verfahren der Wärmegewinnung aus Sonnenenergie auf einem vergleichsweise simplen Verfahren. Das Kernstück einer thermischen Solaranlage ist der Kollektor. Die am meisten verbreitete Bauform sind Flachkollektoren, wie sie auch auf Hausdächern angebracht werden.
Erwärmung durch Sonnenstrahlen
Diese Kollektoren werden von einer Wärmeträgerflüssigkeit durchströmt, die sich durch die Sonneneinstrahlung aufwärmt. Sobald die Temperatur der Wärmeträgerflüssigkeit die Temperatur im Warmwasserspeicher um einige Grad übersteigt, schaltet sich eine Pumpe ein, die die Wärmeträgerflüssigkeit in den Warmwasserspeicher leitet, wo sie die aufgenommene Wärme abgibt, während bereits abgekühlte Wärmeträgerflüssigkeit zum erneuten Erhitzen in den Kollektor gepumpt wird. Auf diese Weise kann die Sonnenenergie sowohl für das Warmwasser als auch zum Heizen genutzt werden. Eine zusätzliche Ersparnis an Stromkosten ergibt sich aus der Nutzung von Spül- und Waschmaschinen mit einem Warmwasseranschluss.
Kombination mit honventioneller Heizung
Während im Sommer die gesamte Warmwasserversorgung durch eine Solarthermieanlange möglich ist, ist im Winter zusätzlich eine konventionelle Heizungsanlage nötig. Ob sich der Einbau einer solchen Anlage dennoch wirtschaftlich rechnet, hängt von verschiedenen Faktoren wie Standort und Warmwassernutzung ab. Eine sinnvolle Ergänzung ist eine passive Nutzung der Sonnenenergie, wie sie in der sogenannten ‚Solararchitektur’ Anwendung findet. So lassen sich zum Beispiel Wände durch Absorberwandflächen beheizen. Dabei trifft das Sonnenlicht auf eine schwarze Absorberschicht hinter einem transparenten Dämmmaterial, und heizt so die dahinter liegende Wand auf. Des weiteren gibt es verschiedene Verfahren zur Umwandlung von Wärme in Kälte, sodass sich Solarthermie auch für den Betrieb von Klimaanlagen nutzen lässt.
Brauchwasser und Stromerzeugung
Im kleineren Rahmen lässt sich Solarthermie unter anderem für die Warmwassererzeugung von Außenduschen anwenden. Etwas andere Formen von Sonnenkollektoren, wie Solartürme oder Parabolspiegel, werden von Kraftwerken genutzt. So lässt sich die Wärmeträgerflüssigkeit auf Temperaturen von bis zu 1000°C aufheizen, und durch die Erzeugung von Wasserdampf Turbinen zur Stromerzeugung angetrieben werden.
Sonnenenergie
Die Bedeutung der Solarthermie liegt zum einen in der unbegrenzt zur Verfügung stehenden Sonnennergie. Aber auch im Hinblick auf Klimaschutz und Umwelt liegt Solarthermie weit vorn. In Deutschland unterstützt das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit deshalb die Entwicklung und den Bau von solarthermischen Anlagen durch umfangreiche Förderungsmaßnahmen.