Entwicklung und Projektierung thermische Solarenergie

Solarthermische Anlagen liefern Wärme für Warmwasser, Heizungsunterstützung und Prozesswärme auf Basis konzentrierter oder flächiger Solarkollektion. Dieser Kurs vermittelt das Fachwissen für Entwicklung, Auslegung und Projektierung dieser Systeme — von den physikalischen Grundlagen der solaren Strahlung über Kollektor- und Speichertechnologien bis zur Integration in bestehende oder neue Versorgungskonzepte. Angesprochen werden sowohl die technischen Details einzelner Komponenten als auch die übergeordnete Planung ganzer Anlagen im Neubau- und Sanierungsbereich.

Modul 1 — Einführung in erneuerbare Energien und Solarenergie Solarthermie ist eine der ältesten und effektivsten Formen der regenerativen Wärmeerzeugung. Dieser einführende Abschnitt ordnet die Technologie in das Gesamtbild erneuerbarer Energien ein und schafft die Grundlage für alle weiteren Themen.

• Überblick erneuerbare Energien: Photovoltaik, Windkraft, Biomasse, Geothermie im Vergleich
• Solarenergie als Ressource: Globalstrahlung, Direktstrahlung, diffuse Strahlung
• Solare Einstrahlungsdaten: Standortanalyse und Planungsgrundlagen
• Klimatische Bedingungen in Deutschland und Europa für Solarwärme
• Historische Entwicklung und Marktdaten solarthermischer Anlagen
• Relevante Normen und Förderprogramme im Überblick

Modul 2 — Physikalische Grundlagen und Kollektortechnologie Solarkollektoren wandeln Sonnenstrahlung in nutzbare Wärme um. Das Verständnis der zugrunde liegenden Physik ist Voraussetzung für fundierte Auslegungsentscheidungen und die Beurteilung von Herstellerangaben.

• Strahlungsphysik: Planck'sches Strahlungsgesetz, Absorption, Emission, Reflexion
• Optische und thermische Kennwerte von Kollektoren
• Flachkollektor: Aufbau, Absorber, Selektivbeschichtung, Abdeckung, Wärmedämmung
• Vakuumröhrenkollektor: Sydney-Röhre vs. Heat-Pipe-Röhre, Wirkungsgrad bei niedrigen Einstrahlungen
• Konzentrierende Kollektoren (CPC, Parabolrinnenkollektoren) für Prozesswärme
• Kollektorkennlinie und Wirkungsgradermittlung nach EN ISO 9806

Modul 3 — Systemauslegung und Speichertechnik Die Auslegung einer solarthermischen Anlage bestimmt, wie viel des Wärmebedarfs solar gedeckt werden kann und wie effizient das System über das Jahr arbeitet. Speicher spielen dabei eine zentrale Rolle.

• Jahreswärmebedarf für Warmwasser: Volumen, Temperatur, Nutzungsprofile
• Heizungsunterstützung: Deckungsgrad, Solarer Anteil, Auslegungsdilemma Sommer/Winter
• Pufferspeicher, Kombispeicher, Schichtspeicher: hydraulische Einbindung und Auslegung
• Röhrenwärmetauscher, Solarstationen und Expansionsgefäß
• Systemertragssimulation (z. B. T*SOL, Polysun) und Interpretation der Ergebnisse
• Systemkonzepte für Mehrfamilienhäuser, Gewerbe und Nahwärmenetze

Modul 4 — Solares Bauen, Integration und Projektierung Solarwärme entfaltet ihr volles Potenzial, wenn sie bereits in der Planung berücksichtigt wird. Solares Bauen beschreibt die gezielte Ausrichtung und Gestaltung von Gebäuden zur Maximierung passiver und aktiver Solarnutzung.

• Gebäudeausrichtung, Dachneigung und Verschattungsanalyse
• Integration in Dach- und Fassadenflächen: Aufdach vs. Indachmontage
• Hybridkonzepte: Solarthermie kombiniert mit Wärmepumpe, Biomasse oder Gasspitzenlast
• Regelungsstrategien: Temperaturdifferenzregelung, Hochtemperaturschutz, Frostschutz
• Hydraulikplanung und Rohrnetzberechnung
• Wirtschaftlichkeitsberechnung, CO₂-Bilanz und Amortisationsrechnung

Praxisblock — Projektierungsszenarien und Fallbeispiele

• Warmwasser-Solaranlage für ein Einfamilienhaus: Auslegung und Simulation
• Heizungsunterstützung im Mehrfamilienhaus: Deckungsgrad und Speicherdimensionierung
• Gewerbliche Anlage für Prozesswärme unter 100 °C
• Nahwärmenetz mit solarer Einspeisung und saisonalem Speicher
• Verschattungsanalyse und Ausrichtungsoptimierung für ein Gebäude im Bestand
• Hydraulikplan erstellen: Kollektor, Speicher, Pumpe, Regelung, Sicherheitstechnik
• Simulation mit T*SOL oder vergleichbarem Tool: Parameterstudie Kollektorfläche/Speichervolumen
• Wirtschaftlichkeitsvergleich Solarthermie vs. Wärmepumpe für eine Bestandssanierung
• Dokumentation einer Anlage: Datenblätter, Leistungsnachweise, Abnahmeprotokoll
• Inbetriebnahme und Einregulierung: Pumpendrehzahl, Druckabgleich, Temperaturfühler
• Typische Fehler bei Planung und Installation analysieren und beheben
• Aktuelle Fördervoraussetzungen für solarthermische Anlagen

Die Übungseinheiten bauen systematisch aufeinander auf: Zunächst werden einzelne Komponenten berechnet und bewertet, anschließend werden ganze Systeme simuliert und projektiert. Gegen Ende des Kurses steht die selbstständige Erstellung einer vollständigen Projektierungsmappe für eine solarthermische Anlage. Wer diesen Kurs abschließt, verfügt über das technische Fundament, um solarthermische Anlagen von der Bedarfsermittlung über die Simulation bis zur Inbetriebnahmekoordination eigenständig zu begleiten — eine wertvolle Spezialisierung im wachsenden Markt für regenerative Wärmeversorgung.

Der Kurs richtet sich an technisch vorgebildete Personen, die sich in der Planung und Projektierung solarthermischer Anlagen spezialisieren möchten.

• Ingenieurinnen und Ingenieure aus Maschinenbau, Versorgungstechnik, Umwelttechnik oder Bau
• Techniker und Meister aus Sanitär-, Heizungs- und Klimatechnik mit Interesse an erneuerbaren Energien
• Absolventinnen und Absolventen technisch-naturwissenschaftlicher Hochschulstudiengänge
• Quereinsteiger aus verwandten technischen Berufen mit adäquater beruflicher Vorbildung
• Fachkräfte aus Energieberatung, Facility Management oder Bauverwaltung, die Solarwärme in Beratungskonzepte integrieren wollen

Der Kurs verbindet Lehrvideos und Lehrtexte zu Grundlagen und Normen mit konkreten Berechnungsaufgaben und Simulationsübungen. Fallbeispiele aus der Planungspraxis werden schrittweise durchgearbeitet, sodass Teilnehmende ein Gefühl für reale Projektdimensionen entwickeln. Fachbetreuer stehen für Rückfragen zur Verfügung. Der Kurs kann in Vollzeit oder berufsbegleitend absolviert werden; die Kursstruktur ist so gestaltet, dass einzelne Module auch unabhängig voneinander wiederholt werden können.

Zeitumfang und Kursdauer variieren je nach Anbieter. Üblicherweise handelt es sich um einen mehrwöchigen Kurs, der in Vollzeit- oder Teilzeitformat angeboten wird. Die Themendichte — von Physikgrundlagen über Systemauslegung bis zur Projektdokumentation — erfordert ausreichend Zeit für eigenständiges Üben mit den Simulationstools. Genaue Stundenzahlen entnehmen Interessierte dem jeweiligen Anbieterangebot.

Nach erfolgreichem Kursabschluss erhalten Teilnehmende eine qualifizierte Teilnahmebescheinigung bzw. ein trägerinternes Zertifikat. Es handelt sich um keine externe Zertifizierungsprüfung eines Fachverbands. Das Zertifikat weist die erworbene Qualifikation im Bereich solarthermischer Projektierung nach und eignet sich zur Vorlage bei Arbeitgebenden oder als Nachweis bei Förderprojekten.

Solarthermische Anlagen erleben eine Renaissance: Steigende Energiekosten und politische Zielvorgaben zur Wärmewende treiben die Nachfrage sowohl im Neubau als auch bei der Sanierung von Bestandsgebäuden. Wer Systeme planen, dimensionieren und projektieren kann, ist in Planungsbüros, bei Energieversorgern und Heizungsbaubetrieben gefragt. Die Weiterbildung verschafft Teilnehmenden einen vollständigen Überblick: von der Strahlungsphysik über Kollektortechnologien bis zur Systemsimulation und Wirtschaftlichkeitsrechnung. Diese Breite ermöglicht es, in unterschiedlichen Projektkontexten kompetent zu agieren — ob bei einem Einfamilienhaus oder einem gewerblichen Prozesswärme-Vorhaben. Absolventinnen und Absolventen können Projektierungsunterlagen eigenständig erstellen, Angebote fachlich bewerten und in interdisziplinären Planungsteams die solarthermische Komponente verantworten. Das ist eine praktisch anwendbare Qualifikation für ein wachsendes Marktsegment.