In der Solarthermie wird die thermische Energie der Sonnenstrahlung nutzbar gemacht. Bei der passiven Nutzung in der Architektur erwärmt die Sonne direkt, also ohne technische Apparate, ein Gebäude z. B. durch entsprechend ausgerichtete Fensterflächen oder durch sogenannte Transparente Wärmedämmung, bei der das Sonnenlicht die äußerste Dämmschicht durchdringen kann und so die dahinter liegende Mauer erwärmt.
Zur Erwärmung eines Hauses können z. B. ein Wintergarten, besonders große Fenster Richtung Süden oder eine wärmespeichernde Solarwand dienen. In Verbindung mit einer guten Wärmedämmung vermindert sich der Bedarf an zusätzlicher Heizungswärme stark.

Anwendung

Von aktiver Nutzung spricht man dann, wenn entsprechend konstruierte Absorberflächen Sonnenwärme sammeln und diese mit Hilfe eines Mediums zu einem Wärmespeicher transportiert wird. Die direkte Nutzung der Solarenergie in Thermischen Solaranlagen geschieht über Sonnenkollektoren. Handelsübliche Kollektoren erreichen Wirkungsgrade zwischen 60 und 70 Prozent. Das heißt, sie können bis zu 60 bis 70 Prozent der auf die Kollektorfläche auftreffenden Sonnenenergie in nutzbare Wärme umwandeln. In diesen Kollektoren wird im allgemeinen ein Wasser-Propylenglykol-Gemisch (Verhältnis 60:40) als Wärmeträgermedium verwendet.Die jährlich nutzbare Wärmeenergie, die ein Solarkollektor von 6 qm im privaten Wohnungsbau liefert, liegt bei ca. 2.100 Kilowattstunden (ca. 350 kWh/qm). Im Haushalt findet die Sonnenwärme vorwiegend zur Erwärmung von Wasser und der Raumluft bzw. den Räumen Verwendung.

Funktionsweise

Der Sonnenkollektor wandelt Solarstrahlung in Wärme um und überträgt die Energie auf eine frostsichere Solarflüssigkeit. Diese fließt im Kernstück des Kollektors, dem Solarabsorber. Um Energieverluste zu verhindern, werden Sonnenkollektoren vor allem an den Seiten und der Rückwand gut gedämmt. Die hier erwärmte Solarflüssigkeit wir von den Kollektoren mittels einer Umwälzpumpe durch eine Spirale in dem Warmwasserspeicher geleitet und erhitzt das in ihm gespeicherte Wasser. An der Steuereinheit vergleicht man die Kollektor- und Speichertemperatur und bei der eingestellten Temperaturdifferenz wird die Pumpe eingeschaltet. Hier kann jederzeit die Temperatur der Solarflüssigkeit abgelesen werden. Das erhitzte Wasser kann dann direkt verbraucht werden oder zum Heizen verwendet werden. Über eine weitere Spirale im Speicher könnte auch in die Heizung eingespeist werden. Je wärmer das Wasser im Speicher ist um so weniger muss die Heizung die Warmwasseranlange nachheizen.