Solarthermie: Sonnenenergie für Heizung & Warmwasser

Letzte Aktualisierung am 4. Dezember 2020 von

Sonnenenergie eignet sich nicht nur für die Stromerzeugung mit Photovoltaik. Mit Solarthermie können Sie die Solarenergie auch für das Warmwasser oder gegebenenfalls auch zur Unterstützung Ihrer Heizungsanlage nutzen. Wissenswertes rund um das Thema Solarthermie und worauf man dabei achten sollte? Im folgenden Beitrag erklärt.

Wie funktioniert Solarthermie?

Mit Solarthermie können Sie die Kraft der Sonne für sich nutzen: Die Solarenergie lässt sich mit dieser Technologie zuverlässig und umweltschonend in Wärme umwandeln. Solarthermieanlagen sammeln dazu über Sonnenkollektoren die Strahlenenergie der Sonne. In den Kollektoren selbst befindet sich eine sogenannte Wärmeträgerflüssigkeit. Diese wird durch die Einstrahlung erhitzt und leitet die Wärmeenergie über Rohre und einen Wärmetauscher an Wasser in einen Warmwasserspeicher weiter. Von hier aus kann das warme Wasser dann bei Bedarf genutzt werden – ganz egal, ob gerade die Sonne scheint oder nicht. 

Je nach Anlage erzeugt die Solarthermieanlage Wärme für das Trink- und Nutzwasser oder aber zur Unterstützung des Heizsystems. Mit einer größeren Kollektorfläche und mehr Speichervolumen lässt sich die Wärme sowohl für das Warmwasser als auch die Heizung nutzen. Ein Heizungsprofi oder Energieberater kann Ihnen dabei helfen Ihren Bedarf zu ermitteln und Ihre Anlage zu planen.

Info: Solarthermie ist nicht gleich Photovoltaik: Hier wird kein elektrischer Strom, sondern Wärme für die Heizung oder das Warmwasser erzeugt. Die Solarthermie verwendet dazu Solarkollektoren, während Photovoltaik-Anlagen Sonnenenergie über Solarmodule absorbieren.
Den Unterschied zwischen Kollektoren und Modulen erkennt man an der Beschaffenheit ihrer Oberfläche: Bei Kollektoren sind diese parallel, quasi gestreift, angeordnet, während Module aus vielen Solarzellen eine karierte Oberfläche haben.

Vorteile einer Solarthermie-Anlage

Solarthermie nutzt die Kraft der Sonne und zählt dementsprechend zu den erneuerbaren Energien – unter diesen gehört diese Technik sogar zu den profitabelsten. Doch warum ist es sinnvoll für Sie in eine Solarthermieanlage zu investieren?

• Erneuerbare Energie: Umweltfreundlich, kein CO²-Ausstoß, optimale Nutzung von Solarenergie
• Im Sommer deckt die Anlage den Gesamtbedarf an warmem Wasser
• Heizkosten senken
• Langlebig und wartungsarm
• Ermöglicht Unabhängigkeit von Gas- oder Öl-Preisen
• Staatliche Förderung möglich 

Ertrag und Größe der Solaranlage für Warmwasser

Der Ertrag Ihrer Solarthermie-Anlage hängt unmittelbar mit der Größe der Solarkollektoren zusammen. Wenn die thermische Anlage groß genug ist, können Sie gerade in der warmen Jahreszeit den Warmwasserbedarf komplett damit abdecken. In den kalten Monaten des Jahres ist der Bedarf an Warmwasser jedoch höher, während die Sonneneinstrahlung nachlässt. Das führt dazu, dass die Solaranlage nicht mehr genug Warmwasser bereitstellen kann. Dann ist es sinnvoll, die Solarthermie-Anlage mit Ihrer Gas- oder Ölheizung zu kombinieren. Auch eine Kombination mit Pelletheizung oder Wärmepumpe ist möglich.

Die ergänzende Heizungstechnik springt erst dann ein, wenn die Solarthermie nicht mehr genügend Energie für den Warmwasserbedarf liefert. Auf diese Weise können Sie Ihren jährlichen Energieverbrauch um bis zu 50 % senken. Das ist gleichzeitig ein wichtiger Beitrag für den Umweltschutz.

Wann lohnt sich Solarthermie?

Ob sich die Installation einer Solaranlage für Warmwasser lohnt, richtet sich nach der jeweiligen Leistung der Technik. Diese hängt davon ab, wie viel Solarenergie von den Kollektoren in Wärmeertrag umgewandelt wird.

Um den genauen Solarertrag zu kalkulieren, hilft ein Blick auf die Globalstrahlungswerte. Dabei handelt es sich um die Strahlungsenergie, die im jährlichen Durchschnitt auf 1 m² fällt. Der Deutsche Wetterdienst zeigt abhängig von der Region Werte von 951 bis 1.261 kWh pro m² an. Der tatsächliche Ertrag der Solarthermie-Anlage richtet sich nach der Qualität und der genauen Ausrichtung der Solarkollektoren.

Zu den wichtigen Kenngrößen für die Berechnung gehört der Kollektorertrag, der in kWh/m² gemessen wird. Für die Bestimmung der Kollektorfläche sind drei Messgrößen wichtig:

• Bruttokollektorfläche
• Absorberfläche
• Aperturfläche

Exakte und einheitliche Vorgaben für den entsprechenden Ertrag sind in der DIN 4757 zu finden. Diese Norm gibt einen Mindest-Wärmeertrag von 525 kWh/m² für die Solarkollektoren vor. Bezogen auf den Durchschnitt der Globalstrahlung, der bei 1.055 kWh/m² liegt, ist das etwa die Hälfte.

Bei vielen bekannten Herstellern von Solarthermie-Anlagen finden Sie im Datenblatt einen Hinweis auf den Mindest-Wärmeertrag gemäß DIN 4757, doch eine genaue Spezifikation zum Wärmeertrag liegt meistens nicht vor. Für die optimale Dimensionierung Ihrer Solaranlage ist der Ertrag der Kollektoren jedoch eine wichtige Nenngröße.

Die Neigung der Kollektoren

Der Wärmeertrag lässt sich durch die Neigung der montierten Solarkollektoren erhöhen oder verringern. Wenn der Speicher der Solaranlage bereits aufgeladen ist, beginnt die Leerlaufzeit, in der kein Wärmeertrag geliefert wird. Dann ist es sinnvoll, die Kollektoren so auszurichten, dass sie keine Energie mehr aufnehmen. Je steiler die Sonnenstrahlen auf die Kollektoren treffen, desto höher ist der Energieertrag. Wenn Sie die Solarenergie im Sommer lediglich für die Warmwasserbereitung benötigen, stellen Sie die Solarkollektoren also flacher ein. Wenn Sie auch eine Heizungsunterstützung durch Solarthermie wünschen, ist eine entsprechend steile Einstrahlung empfehlenswert.

Welche Größe soll Ihre Solaranlage für Warmwasser haben?

Damit Sie durch die Solaranlage genügend Warmwasser erzeugen können, benötigen Sie eine ausreichend große Kollektorfläche. Täglich verbraucht eine Person im Durchschnitt etwa 50 Liter Warmwasser. Mit einer thermischen Solaranlage für Warmwasser lässt sich dieser Bedarf abhängig von der Neigung mit einer Modulfläche von 0,8 bis 1,5 m² abdecken. Der Speicher sollte 70 bis 100 Liter fassen. Bei einem Haushalt mit vier Personen sollte die Kollektorfläche also 3,2 bis 6 m² groß sein und der Solaranlagen-Speicher braucht ein Volumen zwischen 280 und 400 Litern.

Eine solche Kollektorfläche eignet sich auch für kleine Hausdächer. Wenn Sie zusätzlich Ihre Heizungsanlage mit der Solaranlage unterstützen möchten, sollten Sie allerdings eine größere Fläche mit Kollektoren bestücken. Ein Fachbetrieb hilft Ihnen bei der genauen Kalkulation der Kosten und der Planung Ihrer Solarthermie-Anlage.

Fördermöglichkeiten für Solarthermie

Um den Ausbau erneuerbarer Energien voranzutreiben, besteht in Deutschland die Möglichkeit eine Förderung für die Installation einer Solarthermieanlage zu erhalten. So können die Investitionskosten gesenkt und die Finanzierung leichter realisiert werden. 

Fördermittel für Solarthermie kann man bei folgenden Stellen beantragen: 

• Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)
• Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW)

Um die Förderung zu erhalten, müssen jedoch bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein. Auch hier kann ein Heizungsprofi Sie unterstützen, um herauszufinden, inwiefern Ihr Vorhaben förderfähig ist. 

Achtung: Fördermittel sollten Sie, wenn möglich, stets vor Auftragsvergabe bzw. -ausführung beantragen.

Die Kombination der Solaranlage mit dem Heizsystem

Für den gesamten Energiebedarf ist der Ertrag der Solarthermie-Anlage nicht hoch genug, sodass die Experten zur Kombination mit Ihrer Heizungsanlage raten. Die Solarthermie lässt sich mit diversen Heizungsarten zusammenschalten:

• Wärmepumpe
• Gasheizung
• Ölheizung
• Pelletheizung
• Blockheizkraftwerk

Wenn Sie sich für die direkte Kombination von Solaranlage und Wärmepumpe entscheiden, leiten beide Systeme die Wärme in einen gemeinsamen Speicher, die Heizlast wird also geteilt. Die indirekte Kombination lässt die überschüssige Wärmeenergie der Solaranlage in den Erdboden leiten. So kann der Boden nicht einfrieren und die Erd-Wärmepumpe arbeitet effizienter.

Bei der Solar-Kombination mit Gas-, Öl- oder Pelletheizung springt das herkömmliche Heizsystem in dem Moment ein, wenn nicht mehr genug Wärmeenergie von der Solaranlage kommt. So können Sie auch bei einer älteren Heizung Ihren Verbrauch deutlich reduzieren.

• Bei Ölheizungen ist eine Senkung um bis zu 25 % möglich
• Gas- und Pelletheizungen reduzieren den Verbrauch sogar um bis zu 30 %

Bei der Gasheizung verringert sich gleichzeitig der CO2-Ausstoß. Wenn Sie die Solaranlage mit einer Pellet- oder Holzheizung kombinieren, setzen Sie auf komplett regenerative Energie.

Die Verbindung aus Solarthermie und Blockheizkraftwerk (BHKW) ist eine recht neue Variante. Hier kommt ein gemeinsamer Speicher zum Einsatz. Für eine gute Rentabilität braucht das BHKW eine lange Laufzeit, was Sie bei der Planung berücksichtigen sollten. Hier kann Sie ein erfahrener Fachmann ausführlich beraten.

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