Ein schwarzer Gartenschlauch, der in der Sonne liegt, liefert schnell erstaunlich heißes Wasser. Nach demselben Prinzip arbeitet ein selbst gebauter Solarkollektor: Eine dunkle Leitung nimmt Sonnenstrahlung auf und überträgt die Wärme auf das hindurchströmende Wasser.
Für einen kleinen Pool oder eine Gartendusche lässt sich daraus ein sinnvolles Heimwerkerprojekt entwickeln. Die Grenzen müssen allerdings klar sein. Der hier beschriebene Kollektor ist ein druckloses oder mit geringem Druck betriebenes Niedertemperatursystem. Er gehört weder an die Heizungsanlage noch an den Trinkwasserspeicher des Hauses.
Ein selbst gebauter Solarkollektor aus schwarzem Schlauch erwärmt das Wasser für Pool oder Gartendusche allein mit Sonnenenergie.
Was lässt sich mit einem selbst gebauten Solarkollektor erreichen?
Technisch handelt es sich bei der einfachen Konstruktion eher um einen unverglasten Solarabsorber als um einen klassischen Flachkollektor. Das Wasser fließt durch schwarze, sonnenbeschienene Rohre oder Schläuche und erwärmt sich dabei.
Solche Systeme eignen sich besonders für Anwendungen mit niedrigen Zieltemperaturen:
Poolwasser erwärmen
nächtliche Wärmeverluste des Pools teilweise ausgleichen
Wasser für eine Gartendusche vorwärmen
kleine Mengen Brauchwasser für den Garten erwärmen
Für die Warmwasserbereitung im Wohnhaus ist diese Bauweise nicht geeignet. Eine vollständige Solarthermieanlage benötigt unter anderem einen getrennten Solarkreis, einen Wärmetauscher, eine Regelung, ein Ausdehnungsgefäß sowie Einrichtungen gegen Überdruck, Überhitzung und Verbrühungen.
Arbeiten an der häuslichen Trinkwasserinstallation dürfen zudem nur zugelassene Fachbetriebe ausführen. Ein selbst gebauter Kollektor darf deshalb nicht direkt mit den Trinkwasserleitungen des Hauses verbunden werden.
Wie funktioniert der Solarkollektor?
Die Konstruktion besteht im Wesentlichen aus drei Teilen:
einer dunklen Rohr- oder Schlauchleitung als Absorber,
einer Trägerplatte oder einem Rahmen,
einem Wasserkreislauf mit Pumpe oder Schwerkraftförderung.
Sonnenstrahlen erwärmen die schwarze Leitung. Je größer ihre Oberfläche und je länger das Wasser darin unterwegs ist, desto mehr Wärme kann es aufnehmen.
Eine möglichst lange Rohrleitung ist allerdings nicht automatisch besser. Mit der Länge steigt auch der Strömungswiderstand. Die Pumpe muss dann stärker arbeiten, während der Wasserdurchfluss sinkt. Bei größeren Kollektorflächen sind deshalb mehrere gleich lange, parallel durchströmte Leitungen meist sinnvoller als eine einzige lange Rohrschlange.
Wie groß sollte der Kollektor sein?
Bei einem Pool richtet sich die erforderliche Größe vor allem nach der Wasseroberfläche. Über sie geht durch Verdunstung und Wärmeabstrahlung ein großer Teil der Wärme verloren.
Für handelsübliche Poolabsorber wird häufig eine Kollektorfläche angesetzt, die ungefähr 50 bis 100 % der Beckenoberfläche entspricht. Ein abgedeckter und windgeschützter Pool kommt eher mit einer kleineren Fläche aus. Bei einem offenen, ungeschützten Becken sollte die Absorberfläche größer ausfallen. Auch bei Förderprogrammen für kommunale Freibäder werden Absorberflächen von mindestens 50 % der Beckenfläche verlangt.
Ein Beispiel:
Ein Pool ist 4 m lang und 2,5 m breit. Seine Wasseroberfläche beträgt damit 10 m². Für eine spürbare solare Unterstützung wären je nach Abdeckung und Standort ungefähr 5 bis 10 m² Absorberfläche ein realistischer Ausgangspunkt.
Ein einzelner selbst gebauter Kollektor mit 2 m² Fläche kann einen solchen Pool zwar unterstützen, wird ihn aber nicht innerhalb weniger Stunden deutlich aufheizen.
Das zeigt eine einfache Rechnung: Um 10.000 l Wasser um nur 1 °C zu erwärmen, sind rund 11,6 kWh Wärme erforderlich. Hinzu kommen laufende Verluste durch Wind, Verdunstung und kühle Nächte.
Material für einen einfachen Solarkollektor
Für einen Kollektor mit etwa 1 × 2 m Fläche benötigen Sie:
einen verwindungssteifen Rahmen aus wetterfestem Holz oder Metall
eine witterungsbeständige Trägerplatte oder ein schwarzes Blech
UV-beständige schwarze Rohr- oder Schlauchleitungen
Rohrschellen oder UV-beständige Befestigungsclips
zwei Verteiler beziehungsweise Sammelrohre
passende Schlauchtüllen und Verschraubungen
Absperrventile
Schläuche für Zu- und Rücklauf
ein Thermometer für Ein- und Austritt
bei Poolbetrieb einen Bypass
gegebenenfalls eine für den Wasserkreislauf geeignete Pumpe
Verwenden Sie keine beliebigen Gartenschläuche. Das Material sollte für dauerhafte UV-Strahlung, die zu erwartenden Temperaturen und das verwendete Wasser geeignet sein. Bei einem Pool muss der Hersteller die Leitung auch für chloriertes oder anderweitig aufbereitetes Poolwasser freigeben.
Kupferrohre sind für diese einfache Konstruktion meist unnötig teuer. Außerdem können direkte Kontakte zwischen Kupfer, Aluminium und anderen Metallen Korrosion begünstigen. Kunststoffabsorber aus geeignetem PE oder EPDM sind für niedrige Pooltemperaturen häufig unkomplizierter.
Solarkollektor selber bauen: Schritt für Schritt
1. Rahmen anfertigen
Bauen Sie zunächst einen flachen, stabilen Rahmen. Eine Größe von 1 × 2 m lässt sich noch transportieren und auf einem niedrigen Gestell aufstellen.
Verstärken Sie die Rückseite mit Querstreben. Der Rahmen muss nicht nur das Gewicht des Kollektors tragen, sondern auch Windböen und die Bewegung der wassergefüllten Leitungen aufnehmen.
Eine Montage auf dem Hausdach ist für eine selbst gebaute Konstruktion nicht zu empfehlen. Dort müssen unter anderem Standsicherheit, Windlasten, Dachabdichtung und Absturzsicherung berücksichtigt werden.
2. Dunkle Rückseite montieren
Befestigen Sie eine wetterfeste Trägerplatte oder ein dünnes Metallblech am Rahmen. Eine schwarze, matte Oberfläche verringert Reflexionen und erwärmt sich schnell.
Entscheidend bleibt jedoch die direkte Besonnung der wasserführenden Leitung. Eine aufwendige Wärmedämmung oder Verglasung ist bei einem einfachen Poolabsorber nicht erforderlich.
Von einer Glasabdeckung ist sogar abzuraten. Sie kann die Stillstandstemperaturen stark erhöhen. Schläuche, Dichtungen und Holzbauteile könnten dadurch überhitzen oder vorzeitig altern.
3. Leitungen verlegen
Verlegen Sie den schwarzen Schlauch in engen Schleifen auf der Trägerplatte. Vermeiden Sie scharfe Knicke, gequetschte Stellen und zu kleine Biegeradien.
Bei größeren Flächen sollten Sie die Leitung auf mehrere gleich lange Kreise verteilen. Alle Kreise werden unten an einen gemeinsamen Zulauf und oben an einen gemeinsamen Rücklauf angeschlossen.
Gleich lange Leitungswege sorgen dafür, dass sich das Wasser möglichst gleichmäßig auf die einzelnen Kreise verteilt. Bei stark unterschiedlichen Längen fließt der größte Teil des Wassers durch den Kreis mit dem geringsten Widerstand.
4. Leitungen befestigen
Fixieren Sie den Schlauch mit geeigneten Schellen oder Clips. Ziehen Sie diese nicht vollständig fest. Kunststoffleitungen dehnen sich bei Erwärmung aus und ziehen sich beim Abkühlen wieder zusammen.
Zwischen Rohr und Befestigung sollte deshalb etwas Bewegung möglich bleiben. Schrauben oder scharfe Metallkanten dürfen den Schlauch nicht beschädigen.
5. Zu- und Rücklauf anschließen
Ordnen Sie den Zulauf möglichst am tiefsten und den Rücklauf am höchsten Punkt des Kollektors an. Dadurch lässt sich Luft leichter aus dem System transportieren.
Am tiefsten Punkt sollte zusätzlich eine Möglichkeit zum vollständigen Entleeren vorgesehen werden. Das ist wichtig, sobald Frost droht.
6. Dichtheit prüfen
Füllen Sie den Kollektor zunächst langsam mit Wasser und prüfen Sie sämtliche Verbindungen. Beginnen Sie mit geringem Druck.
Der maximal zulässige Betriebsdruck richtet sich nach dem schwächsten Bauteil im System. Selbst gebaute Rahmen, Schlauchverbindungen und einfache Steckkupplungen sind nicht für beliebig hohe Drücke geeignet.
Solarkollektor an den Pool anschließen
Beim Pool wird der Kollektor normalerweise in den vorhandenen Filterkreislauf eingebunden:
Pool → Pumpe → Filter → Bypass → Solarkollektor → Rücklauf zum Pool
Der Kollektor sollte hinter dem Filter liegen. So gelangen Blätter, Haare und andere Verunreinigungen nicht in die engen Leitungen.
Ein Bypass aus drei Ventilen ermöglicht es, den Wasserstrom aufzuteilen oder den Kollektor vollständig zu umgehen. Das ist aus mehreren Gründen sinnvoll:
Der Durchfluss lässt sich anpassen.
Der Kollektor kann bei schlechtem Wetter abgeschaltet werden.
Wartungsarbeiten sind möglich, ohne die gesamte Filteranlage stillzulegen.
In kalten Nächten kühlt das Poolwasser nicht unnötig über den Absorber aus.
Lassen Sie das Wasser nur dann durch den Kollektor strömen, wenn dieser wärmer als der Pool ist. Besonders komfortabel funktioniert das mit einer Differenztemperaturregelung. Ein Sensor misst die Temperatur am Kollektor, ein zweiter die Wassertemperatur. Eine automatische Steuerung öffnet den Solarkreis nur bei einem ausreichenden Temperaturunterschied.
Bei einer manuellen Steuerung helfen zwei einfache Thermometer am Zu- und Rücklauf. Ist das zurückströmende Wasser kälter als das Poolwasser, sollte der Kollektor abgeschaltet werden.
Die Poolabdeckung ist fast genauso wichtig
Ein größerer Kollektor allein garantiert noch keinen warmen Pool. Besonders viel Wärme geht durch die Verdunstung an der Wasseroberfläche verloren.
Eine schwimmende Abdeckung reduziert diese Verluste, vor allem nachts und bei Wind. Dadurch bleibt mehr von der tagsüber eingetragenen Solarwärme im Becken. Bei der Auslegung professioneller Absorberanlagen wird für nicht abgedeckte Pools deshalb häufig eine deutlich größere Kollektorfläche angesetzt.
Warmes Wasser für die Gartendusche
Für eine Gartendusche sollte der selbst gebaute Kollektor nicht direkt an das Hauswassernetz angeschlossen werden. Sicherer ist ein separater, offener Kreislauf.
Dafür benötigen Sie zusätzlich:
einen sauberen Wasserbehälter
eine kleine Niedervolt- oder 12-V-Pumpe
ein Thermometer
eine Schwerkraft- oder Campingdusche
Füllen Sie den Behälter erst kurz vor der Nutzung mit frischem Wasser. Die Pumpe fördert das Wasser durch den Solarkollektor und zurück in den Behälter. Sobald eine angenehme Temperatur erreicht ist, füllen Sie das Wasser in die Gartendusche oder verwenden einen getrennten Duschkreislauf.
Kontrollieren Sie die Temperatur mit einem Thermometer. Wasser aus einem stillstehenden schwarzen Schlauch kann bei intensiver Sonneneinstrahlung deutlich zu heiß zum Duschen sein. Mischen Sie es deshalb bei Bedarf mit kaltem Wasser.
Das erwärmte Wasser sollte unmittelbar verbraucht werden. Behälter, Schläuche und Duschkopf werden anschließend geleert und regelmäßig gereinigt. Warmes, längere Zeit stagnierendes Wasser kann das Wachstum von Mikroorganismen begünstigen. Das Umweltbundesamt warnt ausdrücklich davor, Wasser über längere Zeit in erwärmten Leitungen stehen zu lassen.
Das Wasser aus dem selbst gebauten System ist nicht zum Trinken oder zur Zubereitung von Lebensmitteln gedacht.
Welcher Standort ist geeignet?
Der Kollektor benötigt möglichst lange direkte Sonneneinstrahlung. Ideal ist eine unverschattete Fläche zwischen Südost und Südwest.
Bei einem Poolabsorber ist eine steile Südausrichtung nicht zwingend erforderlich. Da das System vor allem im Sommer arbeitet, kann auch eine flache oder leicht geneigte Aufstellung gute Ergebnisse liefern.
Wichtiger als der exakte Winkel sind:
möglichst wenig Verschattung
kurze Leitungswege zum Pool
Schutz vor starkem Wind
ein stabiler Untergrund
ein vollständiges Gefälle zur Entleerung
guter Zugang für Kontrolle und Wartung
Ein niedriger Standort auf dem Boden, an einer Böschung oder auf einem stabilen Gestell erleichtert die Montage. Bei einer erhöhten Aufstellung steigen die Anforderungen an Befestigung, Pumpenleistung und Absturzsicherung.
Häufige Fehler beim Eigenbau
Zu lange Rohrschlange
Eine einzige sehr lange Leitung erhöht den Strömungswiderstand. Besser sind mehrere gleich lange, parallel angeschlossene Kreise.
Ungeeigneter Gartenschlauch
Viele einfache Schläuche werden durch UV-Strahlung spröde oder geben bei hohen Temperaturen unerwünschte Stoffe ab. Verwenden Sie nur Leitungen, die für den vorgesehenen Einsatz freigegeben sind.
Fehlender Bypass
Ohne Bypass muss das gesamte Poolwasser ständig durch den Kollektor fließen. Das kann die Filterleistung beeinträchtigen und den Pool bei schlechtem Wetter sogar abkühlen.
Kein Schutz vor Überhitzung
Bleibt das Wasser in einem stark besonnten Kollektor stehen, können sehr hohe Temperaturen entstehen. Öffnen Sie Verschlüsse niemals unkontrolliert und prüfen Sie die Wassertemperatur vor der Nutzung.
Wasser bleibt im Winter im System
Gefrierendes Wasser dehnt sich aus und kann Schläuche, Verteiler und Anschlüsse zerstören. Der Kollektor muss vor der Frostperiode vollständig entleert werden.
Direkter Anschluss an die Hausinstallation
Ein selbst gebauter Absorber gehört nicht an den Trinkwasserspeicher, die Warmwasserleitung oder die Heizungsanlage. Solche Systeme müssen fachgerecht geplant, hydraulisch abgesichert und von einem zugelassenen Betrieb installiert werden.
Lohnt sich ein selbst gebauter Solarkollektor?
Bei kleinen Pools, Aufstellbecken und einer gelegentlich genutzten Gartendusche kann sich der Eigenbau lohnen. Die Technik ist überschaubar, die Wärmequelle kostenlos und der Betrieb benötigt abgesehen von einer kleinen Pumpe kaum zusätzliche Energie.
Mit der Leistung eines geprüften Solarabsorbers sollte die selbst gebaute Konstruktion jedoch nicht ungeprüft gleichgesetzt werden. Fertige Systeme bieten definierte Druckgrenzen, geprüfte Werkstoffe, abgestimmte Verteiler und häufig eine einfachere Montage.
Besonders bei größeren Pools kann ein modulares Fertigsystem am Ende wirtschaftlicher sein. Ein selbst gebautes Einzelmodul eignet sich dagegen gut, um das Prinzip auszuprobieren oder einen kleinen Wasserkreislauf zu unterstützen.
Fazit: Einfaches Prinzip mit klaren Grenzen
Ein Solarkollektor für Pool oder Gartendusche lässt sich mit überschaubarem Aufwand selbst bauen. Am einfachsten funktioniert ein unverglaster Absorber aus UV-beständigen schwarzen Leitungen, die auf einem stabilen Rahmen befestigt werden.
Entscheidend sind eine ausreichende Fläche, kurze und gleichmäßig durchströmte Rohrkreise, ein Bypass sowie die vollständige Entleerung vor dem Winter. Bei einer Gartendusche kommen Temperaturkontrolle und sorgfältige Hygiene hinzu.
Die Grenze verläuft an der Hausinstallation: Für Trinkwarmwasser, Heizung und Dachmontage ist ein selbst gebauter Kollektor keine geeignete Lösung. Hier sind geprüfte Komponenten, eine fachgerechte Planung und ein zugelassener Installationsbetrieb erforderlich.
Nach einem Bauingenieurstudium und einer Ausbildung zum Online-Redakteur folgten 10 Jahre als bautechnischer Redakteur bei einer Internet-Agentur. Dort hat er zum Beispiel ein Baulexikon mit über 15.000 Begriffen aufgebaut, das zeitweise auch von OBI genutzt wurde. Eine Auskopplung davon mit speziellen Begriffen rund um den Fertighausbau ist noch auf fertighaus.de zu finden.
Es folgten 10 Jahre als Webtexter beim wohl größten Bad-Onlineshop Deutschlands. Dort war er dafür zuständig, dass die Seite für alle Begriffe rund ums Badezimmer (und Leuchten) gut bei Google rankt. Außerdem war er dort verantwortlicher Redakteur für das Magazin.
Aktuell arbeitet er als Redakteur beim VDI Verlag. Dort kümmert er sich um all die technischen Themen, die Ingenieure interessieren. Schwerpunkt ist Bauen. Außerdem übernimmt er Aufgaben als CVD und im Bereich SEO.
Seit 2012 betreibt er bauredakteur.de und schreibt hier über Themen rund um Bauen, Wohnen, Einrichten und Garten.
