Nachhaltig mit Edelstahl Rostfrei: Solarenergie nutzen und speichern

Energiekrise, explodierende Strompreise und der Wunsch, einen persönlichen Beitrag zur Energiewende zu leisten: Immer mehr Menschen wollen die kostenlose und nahezu unerschöpfliche Solarenergie für den Eigenbedarf nutzen. Neben Solarthermie gewinnt Photovoltaik (PV) stark an Bedeutung. Für Eigenheimbesitzer sind PV-Anlagen seit dem Jahresbeginn 2023 besonders attraktiv: Der Wegfall der Umsatzsteuer auf Anschaffung und Installation lässt einen wahren Boom für diesen Anlagentyp erwarten. Aber auch Industrie und Gewerbe setzen verstärkt auf die Kraft der Sonne, um Energiekosten zu senken. Die hohen Erwartungen an Effizienz und Wirtschaftlichkeit der Anlagen spiegeln sich auch in den Anforderungen an die eingesetzten Komponenten wider. Dank seiner spezifischen Eigenschaften zählt deshalb Edelstahl Rostfrei trotz des höheren Materialpreises zu den besonders gefragten Werkstoffen für die Bauteile einer Solaranlage.

In Deutschland betrug im Jahr 2022 der Anteil aller erneuerbaren Energien an der Nettostrom- erzeugung 48,3 Prozent (Quelle: Bundesnetzagentur). Besonders deutlich stieg die Ausbeute bei Windenergie und Photovoltaik. Photovoltaik verzeichnete sogar mit einer Steigerung um 19 Prozent den höchsten Anstieg seit 2013. PV-Anlagen speisten 55,3 Terawattstunden (TWh) ins öffentliche Netz ein und stellten damit 11,4 Prozent des 2022 aus erneuerbaren Energien erzeugten Stroms. Die durch den Krieg in der Ukraine ausgelöste Energiekrise und damit einhergehende Strompreiserhöhungen waren für Privatleute, Industrie und Gewerbe zusätzliche Treiber, über die Anschaffung einer Solaranlage nachzudenken.

Wärmegewinnung mit Solarthermie

Lange Zeit hatten Solarthermie-Anlagen bei der Wärmegewinnung zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung im privaten Wohnungsbau die Nase vorn. Bestehend aus einem Kollektorsystem aus Flachkollektoren oder Vakuumröhren und einem Wasserspeicher wandeln sie Sonnenstrahlen ebenso klima- freundlich wie kostengünstig in Wärme um. Die Sonnenstrahlen erhitzen eine zwischen Kollektor und Speicher zirkulierende Wärmeträgerflüssigkeit auf bis zu 200 Grad Celsius. Diese Wärme gibt ein Wellrohr-Wärmetauscher aus Edelstahl Rostfrei der Güte 1.4404 an den Speicher ab und erwärmt dort Frischwasser im Durchlaufprinzip. Mit einem Kombispeichermodell kann überschüssige Wärmeenergie zur Heizungsunterstützung genutzt werden.

In sonnenreichen Ländern erwärmt die von Kollektorsystemen eingesammelte Wärme großvolumige Wasserspeicher aus Edelstahl Rostfrei. Hierfür stehen alternativ zu geschwärzten Kollektorplatten auch kissenartige doppelwandige Edelstahl-Kollektoren zur Auswahl, die mit nur 0,6 Millimeter Wanddicke geringes Gewicht und eine optimale Wärmeübertragung vereinbaren. Für die Konstruktion und Befes­tigung der dafür eingesetzten Rohre und Verbindungsstücke werden nichtrostende Stähle der Güten 1.4401 und 1.4521 zu dünnwandigen Rohren und Blechen mit komplexer Geometrie geformt. Auch für die verschiedenen Warmwasserspeicher ist nichtrostender Stahl durch seine hohe Duktilität, Korrosionsbeständigkeit und maximale Hygieneeigenschaften eine gute Wahl: So erfüllt er nicht nur die hohen Normvorgaben für Druckbehälter, sondern verhindert auch dauerhaft die Anhaftung von Bakterien.

Strom und mehr mit Photovoltaik

Auf deutschen Dächern übernehmen zunehmend PV-Anlagen die Vorherrschaft: Gesunkene Anschaffungskosten und immer leistungsfähigere Solarmodule erschließen vielfältige Nutzungsoptionen. Sie wandeln das Sonnenlicht in Strom um, der das Haus nicht nur heizen oder kühlen, sondern auch zur Warmwasserbereitung via Heizstab, Luft-Wasser-Wärmepumpe oder Durchlauferhitzer genutzt werden kann. Hybride PV-Anlagen produzieren sogar Strom und Warmwasser gleichzeitig. Wirtschaftlich interessant ist die letztgenannte Lösung jedoch nur für Haushalte mit sehr hohem Bedarf an warmem Wasser im Sommer – beispielsweise um den eigenen Pool zu befüllen. Mit dem Wegfall der Mehrwertsteuer auf neue PV-Anlagen, Komponenten wie Module, Wechselrichter und Batteriespeicher sowie zur Erweiterung bestehender Anlagen hat der Staat seit dem 1. Januar 2023 ein zusätzliches Argument für Eigenheimbesitzer geschaffen, in PV zu investieren.

Sorgfältige Planung ein Muss

Größe, Auslegung und Art einer PV-Anlage sind abhängig von den örtlichen Gegebenheiten, Anforderungen und Strombedarf. Entsprechend groß ist das Angebot an maßgeschneiderten Lösungen für Dach, Fassade, Balkon, Terrassenabdeckung und Carport. Speziallösungen für Wohnmobil oder Boot runden die Systemvielfalt ab. Jede PV-Anlage wird passend zu Dachgröße, -form, -eindeckung und -tragkraft individuell ausgelegt. So ist bei einem Schrägdach die Ausrichtung der Anlage entscheidend und eine Neigung von 30 Grad gilt als optimal.

Für Flachdächer kommt eine Unterkonstruktion zum Einsatz, die jede beliebige Neigung und Ausrichtung erlaubt. Unterschiedliche Arten von PV-Modulen mit Dickschicht- oder Dünnschichtzellen lassen keinen Wunsch nach Leistung, Robustheit, Gewicht, Homogenität der Optik oder Farbe offen. Für starre Dickschichtzellen werden millimeterdünne Solarzellen alternativ zwischen zwei Folien, zwischen Glas und Glas-Folie oder auch zwischen zwei Glasscheiben eingebracht. Dünnschichtzellen hingegen bestehen aus amorphem Silizium, das auf einen Träger aus Glas oder Edelstahl aufgedampft wird. Diese Art der Herstellung erlaubt flexible, gebogene, gefaltete oder auch transparente Solarmodule, die sich besonders unauffällig in die bestehende Architektur eines Gebäudes integrieren lassen.

Auch bei Metalldächern aus Edelstahl Rostfrei sind diese auf flexible Unterlagen aus dünnen, nichtrostenden Stahlblechen der Güten 1.4510 oder 1.4401 aufgedampften Solarzellen eine bewährte Lösung. Aufgrund der günstigen Herstellungskosten finden die wartungsarmen Zellen aus amorphem Silizium am häufigsten Einsatz in kommerziellen, großflächigen Solarparks.