Mit Solarthermie lässt sich die Heizung unterstützen beziehungsweise Warmwasser gewinnen. Hier finden Sie alle Infos zur Funktionsweise, den Kosten und Förderungen sowie die Antwort auf die Frage: Lohnt sich Solarthermie?
Inhaltsverzeichnis
Solarthermie bietet die Möglichkeit, mithilfe der Sonnenenergie Wasser zu erhitzen. Einfachere Solarthermieanlagen dienen meist nur zur Erwärmung des Trink- und Brauchwassers. Mit komplexeren Anlagen lässt sich auch das Heizungswasser erwärmen. Wichtig dabei: Eine Solarthermieanlage allein reicht nicht aus, um den kompletten Bedarf an Warmwasser für die Heizung abzudecken.
Deshalb wird Solarthermie beim Heizen immer nur als unterstützendes System eingesetzt, zum Beispiel in Kombination mit fossilen Energien (Gashybrid-Heizung), aber auch in Verbindung mit erneuerbaren Energien (zum Bespiel zur Unterstützung einer Pelletheizung). Bei letzterem spricht man dann von EE-Hybriden.
Eine Solarthermieanlage besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: den Sonnenkollektoren, einer Pumpe und dem Speicher.
Im ersten Schritt erwärmt die Sonne die Kollektoren auf dem Dach und die darin enthaltene Trägerflüssigkeit. Mittels der Pumpe wird die erwärmte Flüssigkeit zum Speicher transportiert. Ein Wärmetauscher gibt die Wärme an das Wasser im Speicher ab, das so erwärmte Wasser lässt sich dann im Haushalt oder für die Heizungsunterstützung nutzen.
Anschließend fließt die abgekühlte Trägerflüssigkeit wieder zurück in den Kollektor und der Kreislauf beginnt von vorn. Ein Prinzip, das aber nur an Sonnentagen funktioniert. Ist die Sonneneinstrahlung zu schwach, muss wie beschrieben ein alternatives Heizsystem die Wassererwärmung übernehmen.
Diese Faktoren sollten Sie bei der Planung eine Solarthermieanlage berücksichtigen:
Sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik (PV) nutzt die Kraft der Sonne. Während Photovoltaik-Anlagen aber Sonnenenergie in Strom umwandeln, wird bei Solarthermie aus Sonnenlicht dann Wärme.
Und noch ein Unterschied: PV-Strom lässt sich entweder selbst nutzen oder ins Netz einspeisen, die Wärme aus der Solarthermie dient ausschließlich dem Eigenverbrauch. Daher ist bei Solarthermieanlagen üblicherweise auch immer ein Speicher mit verbaut.
Bei Solarthermieanlagen unterscheidet man zwischen Flachkollektoren und Röhrenkollektoren. Ein Flachkollektor ist – vereinfacht gesagt – ein geschlossenes Rechteck, in dem sich die Rohre mit der Wärmeträgerflüssigkeit befinden. Dagegen besteht ein Röhrenkollektor aus zwei ineinander gesteckten Röhren, zwischen denen sich ein Vakuum befindet.
Röhrenkollektoren sind effizienter, aber auch teurer als die Flachkollektoren. Letztere kosten rund 400 Euro pro Quadratmeter, bei Röhrenkollektoren liegen die Preise bei knapp 800 Euro pro Quadratmeter. Das teurere System hat den Vorteil, das weniger Kollektorfläche für die Wärmeerzeugung benötigt wird. Mehr dazu unter dem Punkt "Wie groß muss eine Solarthermieanlage sein?".
Ähnlich wie bei Photovoltaik geht es auch bei der Solarthermie um die Frage, wie viel der Sonnenergie, die "gefördert" wird, sich zu Wärme umwandeln lässt. Bei der Frage nach dem Wirkungsgrad unterscheidet man in der Regel zwischen dem Wirkungsgrad der Kollektoren und dem Wirkungsgrad der gesamten Solarthermieanlage.
50 Prozent des Sonnenertrages können Solarthermie-Kollektoren in Wärme umwandeln. Zum Vergleich: Photovoltaik-Module haben einen maximalen Wirkungsgrad von rund 22 Prozent. Allerdings ist Kollektor nicht gleich Kollektor, hier gibt es Qualitätsunterschiede. Wer wissen möchte, was sein Kollektor wirklich leistet, kann den Wirkungsgrad in der Solar-Keymark-Datenbank nachschlagen. Solar Keymark ist ein Qualitätslabel, über das vor allem Sonnenkollektoren zertifiziert werden.
Während die Kollektoren also rund die Hälfte der Sonnenenergie umwandeln können, ist der Ertrag der gesamten Solarthermieanlage leider geringer. Denn ausgerechnet im Winter, wenn am meisten Wärme gebraucht wird, scheint am wenigsten die Sonne. Umgekehrt gilt: Im Sommer produziert die Anlage trotz Speicher mehr Wärme als benötigt. Das hat zur Folge, dass der Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage bei rund 50 bis 60 Prozent (nur Warmwasser) beziehungsweise 25 bis 30 Prozent (Warmwasser und Heizung) liegt. Oder anders gesagt: Nur maximal ein Drittel der Gesamtheizkosten lassen sich mit einer Solarthermieanlage einsparen.
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Entscheidend für die Effektivität und Auslastung eine Solarthermieanalge ist die Fläche der Kollektoren und das Speichervolumen. Als Faustregel für die Dimensionierung der Kollektoren gilt:
| Anwendung | Flachkollektor | Röhrenkollektor |
|---|---|---|
| nur Warmwasser | 1,5 m2/Person | 1 m2/Person |
| Warmwasser und Heizung | 3 m2/Person | 2 m2/Person |
Die gewonnene Wärme muss möglichst lange vorgehalten werden. Dafür dient ein Speicher. Wie groß dieser Speicher sein sollte, ist eine Frage des Warmwasserverbrauchs. Der kann natürlich stark variieren, im Durchschnitt verbraucht ein Mensch rund 40 Liter warmes Wasser pro Tag. Daraus ergibt sich (inklusive eines "Warmwasservorrats") folgende Faustregel für die Dimensionierung des Speichers:
| Anwendung | Anzahl Personen | Volumen des Speichers |
|---|---|---|
| nur Warmwasser | 2 | 200 Liter |
| 4 | 400 Liter | |
| 6 | 600 Liter |
Achtung: Soll die Anlage auch die Heizung unterstützen, muss der Speicher wesentlich größer ausfallen. Auch hier gibt es einen groben Richtwert von 60 Litern an Speichervolumen pro Quadratmeter Wohnfläche, mindestens aber 750 Liter. Hierbei handelt es sich nur um Richtwerte, die konkrete Dimensionierung von Kollektoren und Speicher sollten Sie besser mit einem Heizungsinstallateur besprechen.
Je nach Art der Nutzung kommen bei einer Solarthermieanlage unterschiedliche Speicherarten zum Einsatz. Wer die Anlage nur zur Erwärmung des Warmwassers nutzt, kommt mit einem Trinkwasserspeicher aus. Soll nur die Heizung unterstützt werden, reicht ein sogenannter Pufferspeicher. Für die Kombination beider Anwendungsfälle gibt es einen Kombispeicher.
Beim Kombispeicher wiederum gibt es drei unterschiedliche Systeme. Beim Tank-in-Tank-System sind getrennte Tanks in einem Gehäuse untergebracht, beim Durchlauferhitzer-System wird das Trinkwasser in einem geschlossenen Leitungskreislauf separat erhitzt. System Nummer drei kommt seltener zum Einsatz. Hier wird das Trinkwasser außerhalb des Gehäuses an einer Frischwasserstation erwärmt.
Welches Speichersystem auch zum Einsatz kommt, wichtig ist die Isolierung. Ob Speicher, Anschlüsse oder Rohrsystem, ohne eine ausreichende Dämmung geht zu viel Wärme verloren und macht das ganze System unrentabel.
Wie erwähnt, reicht Solarthermie allein als Heizsystem nicht aus. Folgende Kombinationen mit anderen Heizungsarten sind denkbar:
Weitere Einsatzmöglichkeiten wären noch die Kombination mit einem Durchlauferhitzer, der Fußbodenheizung oder sogar der Photovoltaik-Anlage.
Eine Solarthermieanlage nur zur Warmwasserbereitung kostet mit Flachkollektoren, Speicher und Montage rund 5.000 Euro. Dient die Anlage auch zur Heizungsunterstützung, belaufen sich die Investitionskosten auf rund 10.000 Euro. Wie immer sind dies nur Richtwerte, die Art der Kollektoren und deren Qualität, die Größe der Anlage und die Nutzung beeinflussen den Preis.
Die Kosten für die Instandhaltung und den Betrieb sind deutlich geringer als bei anderen Heizsystemen. Im Betrieb fallen nur Stromkosten für die Pumpen an, alle zwei Jahre sollte das System gewartet werden. Pro Jahr liegen diese Kosten bei nicht einmal 100 Euro.
Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) wurde auch die Heizungsförderung geändert. Danach gibt es für den Einbau einer Solarthermieanlage pauschal einen Fördersatz von 25 Prozent der sogenannten "förderfähigen Kosten". Darunter fallen neben dem Kauf der Anlage unter anderem auch der Einbau und eventuelle Erschließungsmaßnahmen.
Da der Einbau einer Solarthermieanlage oft mit der Neuanschaffung eines zweiten, primären Heizsystems verbunden ist, erhöht sich der Fördersatz um weitere 10 Prozent, wenn die neue Heizung eine funktionstüchtige Öl-, Kohle- oder Nachtspeicherheizung oder eine mindestens 20 Jahre alte funktionstüchtige Gasheizung ersetzt.
Die maximale Förderung liegt damit bei 35 Prozent, wobei sich die Förderung dann nicht allein auf die Solarthermie, sondern auf die Kombination mit einem anderen Heizsystem erstreckt. Dabei liegt das Mindestinvestitionsvolumen bei 2.000 Euro brutto, die Förderung ist auf höchstens 60.000 Euro pro Wohneinheit und Kalenderjahr gedeckelt.
Kommt für Sie der Einbau einer Solarthermie-Anlage infrage? Hier noch einmal in einer Übersicht der Vorteile und Nachteile:
| Vorteile von Solarthermie | Nachteile von Solarthermie |
|---|---|
| regenerative Energie, da Sonne in Wärme umgewandelt wird | dient nur der Heizungsunterstützung, reicht als einzelnes System nicht aus |
| langlebige, ausgereifte Technik | hohe Anfangsinvestition |
| im Sommer keine andere Wärmequelle erforderlich | im Winter kein ausreichender Wärmeertrag |
| attraktive Förderung | Standort und Dachfläche müssen sich eignen |
Wie bei jeder Modernisierung ist die Frage nach der Machbarkeit und den Kosten immer sehr individuell. Solarthermie-Anlagen decken zwar nicht zu 100 Prozent den Wärmebedarf ab. Trotzdem können sie eine sinnvolle Ergänzung zu einem anderen Heizsystem sein und sich (nicht zuletzt aufgrund steigender Energiekosten) auch nach einigen Jahren armortisieren.
Wann sich diese Investition wirklich rentiert, lässt sich nur mithilfe eines Profis seriös berechnen. Holen Sie sich noch vor der Planung einen Energieberater ins Boot. Der kann nicht nur verlässliche Aussagen zur Wirtschaftlichkeit treffen. Er kennt sich auch mit den (häufig angepassten) Förderbedingungen aus.
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Weitere Themen, wie Sie mit Modernisierungsmaßnahmen Ihre Energiekosten senken und die Umwelt schonen können:
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