Solare Nahwärmesysteme versorgen mehrere Gebäude über ein Nahwärmenetz mit Wärme von einer zentralen Heizzentrale aus,  wobei teilweise Solarwärme als Wärmequelle genutzt wird. In den Gebäuden wird die gelieferten Wärme zur Raumheizung und Trinkwassererwärmung genutzt, wodurch das Nahwärmenetz als 2-Leiter-Netz betrieben werden kann.

Wird zum Transport der Solarwärme in die Heizzentrale ein weiteres Solar-Leitungsnetz verlegt, spricht man von einem Nahwärmesystem mit 2 + 2 –Leiternetz.

Im Gegensatz dazu weisen 4-Leiternetze eine zentrale Trinkwassererwärmung auf, weshalb neben der Vor- und Rücklaufleitung für die Raumheizung auch eine Vorlauf- und Zirkulationsleitung für das Trinkwarmwasser existiert.

Solare Nahwärmesysteme sind immer Kombianlagen, da über die solare Einspeisung in die zentrale Wärmeerzeugung grundsätzlich die Warmwasserbereitung und die Raumheizung in jedem an das Nahwärmenetz angeschlossenen Gebäude solar unterstützt werden.

Die bislang üblichen Kombianlagen von Einzelgebäuden nutzen fast ausschließlich einen Kurzzeit-Wärmespeicher, womit solare Deckungsraten des jährlichen Gebäudewärmebedarfs von bis zu 30% erreicht werden können.

Sollen deutlich mehr als 30% des Wärmebedarfs durch Solarenergie gedeckt, d.h. auch ein beträchtlicher Teil des Raumwärmebedarfs im Winter solar bereitgestellt werden, ist der Einsatz von saisonalen Wärmespeichern (Langzeit-Wärmespeicher) als zentralem Bestandteil des Systems unumgänglich. Mit ihnen kann ein Teil der im Sommerhalbjahr solar erzeugten Wärme bis in das Winterhalbjahr gespeichert werden.

Je größer die Speicher sind, desto geringer sind deren spezifische Energieverluste und Kosten, da die Oberfläche des Speichers pro Speichervolumen mit der Größe des Speichers abnimmt, aber der wesentliche Faktor für die Wärmeverluste und die Investitionskosten darstellt. Deshalb sind saisonale Speicher in Nahwärmenetzen vorteilhaft.

Ein Zwischenschritt auf dem Weg zur solaren Nahwärme mit Langzeit-Wärmespeicher ist die solare Nahwärme mit Kurzzeit-Wärmespeicher. Hierzu werden mehrere Mehrfamilienhäuser oder kleine Siedlungen über ein Nahwärmenetz an eine gemeinsame solarthermische Großanlage angeschlossen.

Dies hat drei Vorteile:

·         Es können Gebäude solar versorgt werden, die keine (ausreichenden) Möglichkeiten zur Solarnutzung haben.

·         Die spezifischen Kosten pro m² Kollektorfläche sind günstiger als bei mehreren kleineren Solaranlagene auf jedem Einzelgebäude.

·         Das Nahwärmenetz ermöglicht eine spätere Erweiterung der Solaranlage zur Erhöhung des solaren Deckungsanteiles oder die Nutzung von anderen umweltfreundlichen Technologien wie z.B. Biomasse oder Blockheizkraftwerke.

Die solare Nahwärme bedeutet also den Einstieg in eine dauerhaft zukunftsfähige Wärmeversorgung größerer Liegenschaften oder ganzer Siedlungen.

In vielen Szenarien zur zukünftigen Nutzung und Integration erneuerbarer Energien (z.B. „Ökologisch optimierter Ausbau der Nutzung EE in D“), spielt die solare Nahwärme im Wärmemarkt mittel- bis langfristig eine bedeutende Rolle. So können z.B. größere Siedlungsbereiche wie Innenstädte, Siedlungen mit Mehrfamilienhäusern etc. nur über Nahwärmesysteme CO₂-neutral wärmeversorgt werden.

Solare Nahwärmesysteme erfordern niedere Rücklauftemperaturen und stellen damit neue Anforderungen an Nahwärmenetze. Die technische Umsetzung der Niedertemperatursysteme im Nahwärmebereich ist für viele Beteiligte oft noch Neuland und verursacht moderate Mehrkosten im Vergleich zu konventionellen Nahwärmesystemen, was solare Nahwärmesysteme für viele mögliche Anwender derzeit noch unattraktiv macht.

Die Entwicklung der Kollektorfeld- und Systemtechnik für GSTA wurde stets durch Forschungsprogramme begleitet. Nach Ende des ersten Demonstrationsprogramms für solarthermische Großanlagen "ZIP" Ende der 1980er-Jahre, begann 1992 mit dem Bau der solarthermischen Nahwärmeanlage Ravensburg 1 mit 120 m² dachintegrierter Kollektorfläche die Entwicklung der modernen Großanlagenkollektoren in Deutschland. Spezielle Kollektoren für große Kollektorfelder waren damals schon in Schweden und Dänemark vorwiegend in Nahwärmenetzen im Einsatz. Forschung und Entwicklung werden seit 1993 im Programms Solarthermie 2000 und dem Nachfolgeprogramm Solarthermie 2000plus gefördert. Sie führen u.a. zum Bau von einer Veilzahl solar unterstützter Nahwärmenetze und zur Entwicklung großflächiger Kollektormodule mit 5 bis zu 12 m² Aperturfläche und der Weiterentwicklung von saisonalen Großspeichern.

Quelle: Studie zu großen Solarwärmeanlagen: GroSol

Weiter Informationen unter Solarthermie 2000/2000plus