Solar- und Erdkollektoren bilden im Zusammenspiel ein geschlossenes Energiesystem, das Wärme und Kälte bedarfsgerecht bereitstellt.
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne direkt zur Wärmeerzeugung – effizient, leise und unabhängig von fossilen Brennstoffen. Im NULLplusNULL-System übernehmen Vakuum-Flächenkollektoren diese Aufgabe und bilden das zentrale Element der Wärmegewinnung.
Die Flächenkollektoren absorbieren kurzwellige Sonnenstrahlung über eine hochselektive Beschichtung und leiten die erzeugte Wärme über ein Wasser-Glykol-Gemisch in den Heizkreislauf. Das Vakuum zwischen Glasabdeckung und Absorber minimiert Wärmeverluste und sorgt dafür, dass auch bei Bewölkung oder niedrigen Außentemperaturen ein hoher Wirkungsgrad erhalten bleibt. Dadurch liefert die Anlage selbst im Winter zuverlässig Energie. Für typische Gebäudeanwendungen bieten Flächenkollektoren das beste Verhältnis aus Leistung, Langlebigkeit und Wirtschaftlichkeit.
Im Gegensatz zur Photovoltaik wandelt Solarthermie Sonnenlicht direkt in nutzbare Wärme um – ohne elektrische Umwege. Das macht sie besonders effizient für Niedertemperatursysteme wie Heiz-/Kühldecken, da keine zusätzlichen Umwandlungsverluste entstehen.
Photovoltaik-Module verlieren bei hohen Temperaturen deutlich an Leistung – pro 10 °C über 25 °C sinkt der Wirkungsgrad um etwa 4–5 %. Das bedeutet: Je heißer die Module werden, desto weniger Strom produzieren sie, obwohl die Sonne am stärksten scheint. Dieser Effekt begrenzt die Energieausbeute genau dann, wenn sie am meisten gebraucht würde – z. B. für herkömmliche Klimageräte.
Im Winter zeigt sich das zweite Problem: Die PV-Anlage liefert aufgrund kurzer Tage und flacher Sonnenstände nur etwa ein Viertel ihres Jahresertrags. Gleichzeitig benötigt eine Wärmepumpe bei niedrigen Außentemperaturen mehr Strom, da ihr Wirkungsgrad (COP) stark abfällt. Genau dann, wenn also der Wärmebedarf am höchsten ist, arbeitet das System am ineffizientesten.
Solarthermie nutzt Sonnenenergie dort, wo sie gebraucht wird – als direkte Wärmequelle. Photovoltaik kann die Wärmeerzeugung nicht effizient ersetzen, da sie wetter- und temperaturabhängig bleibt und insbesondere im Winter hohe Stromverbräuche verursacht.
Im NULLplusNULL-System wird das Erdreich als großvolumiger, natürlicher Wärmespeicher genutzt. Oberflächennahe Erdkollektoren aus robusten Kunststoffrohrleitungen werden in circa 1,40 m Tiefe verlegt und bilden einen geschlossenen Kreislauf, in dem eine umweltfreundliche Sole zirkuliert.
Während der Heizperiode wird überschüssige Wärme aus den Solarkollektoren in das Erdreich eingelagert. Diese Energie wird über Monate gespeichert und steht bei Bedarf wieder zur Verfügung. Sinkt die Außentemperatur oder fehlt Sonneneinstrahlung, kann die gespeicherte Wärme über Wärmetauscher effizient zurückgeführt werden.
Im Sommer kehrt sich der Prozess um: Das abgekühlte Erdreich dient als natürliche Quelle für passive Kühlung – ganz ohne Kompressor und nahezu ohne Stromverbrauch. So bleibt das Gebäude konstant temperiert, während der Boden gleichzeitig regeneriert wird.
Die Installation erfolgt bei geeignetem Gelände über schmale Gräben mit minimaler Erdbewegung. Dadurch wird die oberflächennahe Vegetation weitgehend geschont. Der Einsatz unserer spezialisierten Maschinen ermöglicht eine schnelle Verlegung ohne massive Eingriffe. Diese Methode reduziert Bauzeit, Kosten und ökologische Belastung.
In der Regel wird eine Fläche von rund 200 % der zu beheizenden Nutzfläche empfohlen. Im NULLplusNULL-System genügt schon ca. 50 % dieser Fläche – ein entscheidender Vorteil für kompakte Grundstücke.
Die Forschungsstation in Perl erfasst und dokumentiert kontinuierlich Messdaten aus installierten Solarkollektoren und dem Erdreich. Sensoren überwachen Temperaturen, Massenströme und Energieflüsse in Echtzeit und ermöglichen die quantitative Bewertung der Systemleistung. Diese Daten zeigen empirisch, dass das kombinierte Solar-Erd-System unter realen Betriebsbedingungen effizient arbeitet und thermisch stabil bleibt.
Die Bilder zeigen den Aufbau des NULLplusNULL-Systems während der Bauphase – die Installation der Solarkollektoren auf den Dächern und die oberflächennahe Verlegung der Erdkollektoren im Gelände.
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