Solarthermie mit Luftkollektoren zum Heizen und Kühlen

Was ist ein solarer Luftkollektor?

Ein Luftkollektor ist eine besondere Form der Solarthermie. Er wandelt Sonnenenergie in Wärme um und überträgt diese direkt auf Luft. Die erwärmte Luft wird anschließend über Luftleitungen in Räume geleitet und kann dort zum Heizen oder zur Unterstützung der Lüftung beitragen.

Während klassische Flach- oder Vakuum-Röhrenkollektoren die gesammelte Sonnenhitze an eine Solarflüssigkeit abgeben, erwärmt ein Solar-Luftkollektor also Luft.

Wie ist ein Luftkollektor aufgebaut?

Ein Luftkollektor besteht aus einem isolierten Gehäuse aus Aluminium mit einer Glasabdeckung. Auf der Rückseite befinden sich zwei Öffnungen, in denen Ventilatoren sitzen. Durch die Öffnung wird die kalte Außenluft angesaugt und durch die zweite Öffnung die später erwärmte Luft an den Raum abgegeben.

Im Inneren des Luftkollektors verläuft ein breites Röhrensystem, auch Luftkanal genannt. Über dem Röhrensystem liegt der schwarze Absorber aus Metall, der die Sonnenenergie aufnimmt und wieder an die Luft im Inneren des Kollektors abgibt. Viele Luftkollektoren besitzen ein kleines Solarfeld, das nur für den Betrieb der Ventilatoren gedacht ist.

Die meisten Luftkollektoren sind direkt über einen isolierten Luftschlauch mit dem zu beheizenden Raum verbunden.

Wie funktioniert ein Luftkollektor?

Wie alle Solarkollektoren erzeugen auch Luftkollektoren mithilfe von Sonnenenergie Wärme. Dazu scheint die Sonne auf einen speziellen Absorber, der die durch den Kollektor strömende Luft erwärmt. Die erwärmte Luft wird dann durch einen natürlichen Luftstrom oder einen Ventilator in Räume geleitet oder zur Unterstützung von Heizsystemen verwendet.

Funktionsweise von Luftkollektoren im Detail

1. Ansaugung kalter Luft: Kalte Luft wird durch einen Ventilator angesaugt. Der Ventilator wird über ein kleines Solarfeld betrieben, das in den meisten Fällen direkt am Modul sitzt.

2. Erwärmung der Luft: Die kalte Luft wird im Inneren des Kollektors durch ein Röhrensystem geleitet. Die auftreffende Sonne erwärmt die Luft.

3. Abgabe der erwärmten Luft: Die erwärmte Luft wird über ein Rohr in den zu beheizenden Raum abgegeben.

Thermostate: Luftkollektoren besitzen Thermostate, die den Betrieb des Kollektors steuern.

Solarbetriebene Luftkollektoren: Luftkollektoren mit eigenem Photovoltaik-Modul arbeiten bei ausreichender Sonneneinstrahlung weitgehend netzunabhängig. Auch bei diffuser Einstrahlung kann je nach System noch ein Luftstrom entstehen. In der Nacht steht in der Regel keine solare Wärmeleistung zur Verfügung.

Ventilatorbetrieb: Der Unterdruck, den die Ventilatoren in den Luftkollektoren erzeugen, zieht die kühle Luft von außen in den Kollektor, ähnlich wie es in einem Computergehäuse passiert, wo Ventilatoren Luft ansaugen, um die Komponenten zu kühlen.

Arten und Anwendungsbereiche von Luftkollektoren

Es gibt verschiedene Arten von Luftkollektoren, die je nach Anwendung und Bauweise unterschieden werden können:

Frischluftkollektoren

Frischluftkollektoren erwärmen kalte Außenluft und leiten anschließend die erwärmte Luft in Innenräume, um diese zu heizen.

Vorteile

• kontinuierlicher Luftaustausch reduziert Feuchtigkeit und Schimmelbildung

• verbesserte Raumluftqualität

Nachteile

• Effizienz hängt stark von Sonneneinstrahlung ab

Geschlossene Luftkollektoren

Geschlossene Luftkollektoren erwärmen Luft aus dem Inneren des Raumes. Hier wird die Luft innen angesaugt, in den Kollektor geleitet, erwärmt und wieder an den Raum abgegeben.

Vorteile

• Effizienter Umluftbetrieb, da bereits temperierte Raumluft erneut erwärmt wird

• Schadstoffe und Allergene bleiben draußen, da keine Außenluft verwendet wird

Nachteile

• keine Frischluftzufuhr

• komplexer und teurer in der Installation

• kein Frischluftaustausch kann zur Anreicherung von Schadstoffen im Raum führen, Lüften bleibt notwendig.

Luftkollektoren mit Rippenabsorber

Diese Kollektoren verwenden einen Absorber mit einer Rippenstruktur, die die Oberfläche vergrößert und die Wärmeaufnahme maximiert. Sie sind besonders effizient und weit verbreitet.

Vorteile

• hohe Wärmeübertragung

• funktionieren auch bei niedrigen Außentemperaturen gut

Nachteile

• höhere Anschaffungskosten

• höherer Wartungsaufwand durch Reinigung der Rippen

Luftkollektoren mit PV-Zellen

Diese Systeme kombinieren einen Luftkollektor mit Photovoltaik-Zellen, die den benötigten Strom für das Gebläse und andere elektrische Komponenten liefern. Diese Kombination sorgt für die Autarkie von Luftkollektoren.

Vorteile

• Betrieb unabhängig von Stromversorgung

Nachteile

• höhere Anschaffungskosten

Duo-Luftkollektoren oder Warmluftkollektoren

Diese Systeme kombinieren zwei Luftkollektoren oder einen Luftkollektor mit einem anderen solarthermischen System, um die Effizienz und Flexibilität der Energiegewinnung zu erhöhen.

Vorteile

• sowohl für Beheizung als auch Belüftung

• kombiniert Vorteile von Frischluft- und geschlossenen Systemen

Nachteile

• aufwendiger in Installation und Wartung

• benötigt mehr Platz

Wie viel Wärme kann ein Luftkollektor erzeugen?

Solar-Luftkollektoren erreichen je nach Anwendung einen jährlichen Wärmeertrag von etwa 300 bis 750 Kilowattstunden pro Quadratmeter Kollektorfläche. Für das Gesamtsystem werden laut Solarserver Wirkungsgrade von etwa 50 bis 70 Prozent genannt. Diese Werte sind jedoch nicht direkt auf jedes Modell und jeden Standort übertragbar.

Die Wärmeleistung eines Luftkollektors hängt von verschiedenen Faktoren ab:

• seiner Größe,

• der Sonneneinstrahlung,

• seiner Ausrichtung,

• dem Luftdurchsatz,

• der Temperaturdifferenz zwischen Außenluft und Innenraum und

• der Länge und Dämmung der Luftleitungen.

Konkrete Produktbeispiele zeigen, welche Wärmeleistungen möglich sind:

^{* Die Angaben zur geeigneten Raumgröße stammen aus den Anbieterangaben. Die tatsächliche Wärmeleistung hängt unter anderem von der Sonneneinstrahlung, der Gebäudedämmung, dem Luftdurchsatz und der Luftleitungsführung ab. Stand: 2026. Quelle: Hess Solar.}

Was kostet ein Luftkollektor?

Ein einzelner Luftkollektor kostet je nach Größe und Ausstattung etwa 1.500 bis 2.800 Euro. Die folgende Tabelle zeigt zwei konkrete Modelle und ihre Preise. Die Kosten für Montage, Luftleitungen, Wand- oder Dachdurchbrüche, Steuerung und weiteres Zubehör können zusätzlich anfallen.

^{* Preise dienen als Orientierung und können sich ändern. Stand: 2026. Quelle: Hess Solar – SolarVenti SV20 und Hess Solar – SolarVenti SV30.}

Bei den hier betrachteten Modellen liegen die reinen Anschaffungskosten für den Luftkollektor somit zwischen etwa 1.500 und 2.800 Euro. Dabei handelt es sich nicht um die Gesamtkosten für Solarthermie. Je nach Einbausituation können weitere Ausgaben für Montage, Luftführung und Steuerung entstehen.

Betriebskosten

Luftkollektoren mit integriertem Photovoltaikmodul ermöglichen den netzunabhängigen Betrieb des Ventilators bei ausreichender Sonneneinstrahlung. Bei netzbetriebenen Anlagen hingegen entstehen Stromkosten, deren Höhe von der Leistungsaufnahme des Ventilators, seiner Betriebsdauer und dem Strompreis abhängt.

Vorteile und Nachteile von Luftkollektoren

Ein Luftkollektor ist eine Variante, um umweltfreundlich und kostengünstig Wärme zu gewinnen. Wir stellen Ihnen die Vorteile und Nachteile kompakt vor.

Wo können Luftkollektoren installiert werden?

Luftkollektoren können auf dem Dach, an der Fassade oder als freistehende Anlage installiert werden. Die Wahl der Installationsmethode hat dabei Einfluss auf die Effizienz und Wirksamkeit des Systems.

Um einen möglichst hohen Solarertrag zu erreichen, sollten Luftkollektoren unverschattet und nach Süden ausgerichtet werden. Bei Aufdachanlagen gilt ein Neigungswinkel von etwa 30 bis 45° als geeigneter Richtwert. Bei einer Fassadenmontage kann ein zusätzlicher Anstellwinkel von etwa 15 bis 20° die solare Nutzung verbessern. Welche Ausrichtung und Neigung im Einzelfall optimal ist, hängt vom Standort, der Montageart und dem vorgesehenen Einsatz ab.