Heizen mit Solarthermie spart Kosten und CO2
Solarkollektoren verwandeln die Energie der Sonnenstrahlen in nutzbare Wärme für die Warmwasserbereitung oder auch zum Heizen. Aufs Jahr gerechnet deckt eine Solar|thermie Anlage im Einfamilienhaus etwa die Hälfte des Warmwasserbedarfs. In gut gedämmten Häusern kann sie auch die konventionelle Heizung unterstützen. Das senkt den Verbrauch fossiler Brennstoffe und verbessert die CO2-Bilanz. Je nach Dämmstandard beträgt das Einsparpotenzial bei den Heizkosten etwa Bundesverband der Deutschen Heizungsindustrie e. V.
Wie funktioniert Solarthermie mit Heizungsunterstützung?
Das Funktionsprinzip einer Solarthermie-Anlage ist einfach: Die Solarkollektoren auf dem Dach haben eine schwarze Absorberschicht, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit (Solarflüssigkeit) zirkuliert. Diese nimmt die Wärme der Sonnenstrahlen auf und erhitzt über einen Wärmetauscher das Trinkwasser in einem Solarspeicher. Das ist, vereinfach gesagt, ein gedämmter Wassertank zur Speicherung von Wärme. Je nach Ausführung kann daraus warmes Trinkwasser, Heizungswasser oder auch beides entnommen werden.
Sonnenenergie günstig speichern
Ähnlich wie Photovoltaikmodule erbringen Solarkollektoren ihr Leistungsmaximum während der Mittagsstunden. Doch gebraucht wird der Strom oder das warme Wasser vor allem morgens und abends. Die Sonnenenergie muss also zwischengelagert werden. Und das geht mit einem Solarspeicher erheblich günstiger als mit einem Batteriespeicher für PV-Anlagen. Ist die voreingestellte Wassertemperatur im Puffertank erreicht, schaltet sich die Umwälzpumpe der Solaranlage ab, bei Unterschreiten um etwa fünf Grad, springt sie erneut an. Wenn die Sonnenenergie nicht ausreicht, schaltet sich automatisch ein konventioneller Wärmeerzeuger ein, in der Regel ein Gas-Brennwertgerät oder eine Pelletheizung. Alle Vorgänge steuert ein Solarregler.
Schema einer Solaranlage für Warmwasser
Eine Solarthermieanlage besteht aus Solarkollektoren, einem Solarspeicher und einer Regeleinheit mit Umwälzpumpe. Im Innern des Speichers befindet sich ein Wärmetauscher (hier spiralförmig). Der Vorlauf befindet sich an dessen oberen Ende, wo die erwärmte Solarflüssigkeit vom Dach ankommt. Beim Absinken gibt die Solarflüssigkeit ihre Wärme berührungslos an das Trinkwasser im Pufferspeicher ab. Vom unteren Ende wird die erkaltete Trägerflüssigkeit (blau) zurück aufs Dach gepumpt und der Solarkreislauf beginnt von vorn. Das warme Trinkwasser sammelt sich im oberen Bereich des Speichers (rot). Damit können die Hausbewohner*innen duschen, baden oder auch ihren Geschirrspüler und ihre Waschmaschine laufen lassen.
Wann rechnet sich Solarthermie?
Aus ökologischer Sicht lohnt sich eine Solarthermie-Anlage immer. Wirtschaftlich gesehen ist mit Amortisationszeiten zwischen 15 und 20 Jahren zu rechnen – je nachdem, wie viel Heizenergie und Kosten damit eingespart werden. Wer eine Solarthermie-Anlage nachrüstet, benötigt auf jeden Fall einen neuen größeren Wärmespeicher mit Wärmetauscher. Auch die Installation des Solarkreises ist aufwendig. Wenn die Anlage sowohl Heizwärme als auch Warmwasser liefern soll, ist bei einem Ein- oder Zweifamilienhaus inklusive Einbau mit Investitionskosten in Höhe von etwa 10.000 Euro zu rechnen, bei reiner Warmwasserbereitung ca. 5.000 Euro. Für Haushalte mit höherem Warmwasserverbrauch (ab drei bis vier Personen) rechnet sich das aber, erst recht, wenn die Heizenergiepreise noch weiter steigen.
Welche Solarthermie Förderung gibt es 2023?
Wer eine neue Gas-Brennwertheizung mit Solarkollektoren kombiniert (Gas-Hybridheizung), bekommt keine staatliche Unterstützung mehr. Die Solarthermie allein fördert der Bund aber weiterhin – und zwar mit 25 Prozent der Anschaffungs- und Installationskosten. Zur Liste der förderfähigen Kollektoren gelangen Sie hier. Achtung: Die Förderung muss beantragt werden, bevor der Handwerksbetrieb den Auftrag erhält!
Das Land NRW fördert den Einbau von Solarthermie-Anlagen im Bestand ebenfalls. Pro Quadratmeter Kollektorfläche können 90 Euro beantragt werden. Die entsprechende NRW-Förderrichtlinie läuft am 30. Juni 2024 aus.
Wie berechne ich die Solarthermie Kollektorfläche?
Die Dimensionierung hängt von der Wahl des Kollektors ab. Weit verbreitet sind Flachkollektoren, die sich gut ins Straßenbild einfügen und relativ günstig sind. Röhrenkollektoren sind leistungsstärker, aber auch teurer und auffälliger. Für eine reine Warmwasser-Solaranlage rechnet man bei Flachkollektoren mit 1,5 Quadratmeter (m2) Kollektorfläche pro im Haus lebender Person, bei Röhrenkollektoren mit 1 m2. Soll die Anlage auch die Heizung unterstützen, werden entsprechend 3 m2 beziehungsweise 2 m2 pro Person empfohlen. In die Flächenberechnung muss unbedingt der energetische Zustand des Gebäudes einfließen – als Hauseigentümer*in sollten Sie sich deshalb professionelle Beratung holen.
Photovoltaik oder Solarthermie? Vor- und Nachteile
Photovoltaik erzeugt mithilfe von Sonnenenergie Strom, Solarthermie warmes Wasser. Beides sind also erneuerbare Energien. Eine Photovoltaikanlage spart Stromkosten und macht unabhängiger von der Preisentwicklung, erfordert allerdings eine hohe Anfangsinvestition und ausreichend freie Dachfläche. Solarthermieanlagen sind kleiner dimensioniert, in der Anschaffung deshalb günstiger und haben einen höheren Wirkungsgrad. Ihr Nachteil: Die Heizkostenersparnis ist vergleichsweise gering, weil die meiste Energie damit in den Sommermonaten erzeugt wird. Man braucht also ein weiteres Heizsystem.
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