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Solarthermie unterstützt Heizung und Warmwasserbereitung

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Gute Beratung ist wichtig  

Solarthermie: Fast immer kommt das ineffizientere System aufs Dach

15.03.2017, 13:56 Uhr | rw, dpa-tmn, t-online.de

Solarthermie unterstützt Heizung und Warmwasserbereitung. Handwerker montieren eine Solaranlage (Quelle: Thinkstock by Getty-Images/moodboard)

Beim Kauf der Solaranlage ist gute Beratung wichtig (Quelle: moodboard/Thinkstock by Getty-Images)

Mit einer thermischen Solaranlage nutzt man die Sonnenenergie entweder nur zur Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung der Gebäudeheizung. Um bis zu 30 Prozent lassen sich die Heizkosten so reduzieren. Welche Systeme es am Markt gibt, warum fast immer die ineffizienteren Solarkollektoren aufs Dach kommen und für wen sich eine Solarthermie-Anlage besonders lohnt. Wie eine Solarthermie funktioniert, sehen Sie in unserer Fotoshow.

"Unter Solarthermie versteht man die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie – also in Wärme", erklärt der Bauherren-Schutzbund (BSB) in einem Ratgeber*, den die Verbraucherschutzorganisation gemeinsam mit dem Fraunhofer-Informationszentrum Raum und Bau herausgegeben hat.

Mehr staatliche Förderung für Solarthermie-Anlagen seit 2015

Wenn alle Komponenten der Anlage einwandfrei zusammenwirken, könne man durch Solarthermie 60 bis 70 Prozent des jährlichen Energiebedarfs für Warmwasser einsparen, so der BSB. Bei der Investition unterstützt der Staat mit unterschiedlichen Fördermitteln. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) etwa hat zum 1. April 2015 die Fördersätze für Solarthermie angehoben. Für kleine Anlagen mit einer Kollektorfläche zwischen drei und zehn Quadratmetern wird als Basisförderung ein Zuschuss von 500 Euro gewährt, wenn die Anlage ausschließlich der Warmwasserbereitung dient. Für kleine Anlagen mit bis zu 14 Quadratmetern Kollektorfläche, die auch die Heizung unterstützen, liegt die Basisförderung bei 2000 Euro.

Wird eine größere Kollektorfläche verbaut, liegen die Zuschüsse der Basisförderung bei 50 Euro pro Quadratmeter für Anlagen für die Warmwasserbereitung beziehungsweise bei 140 Euro pro Quadratmeter, wenn die Solarthermie-Anlage auch die Gebäudeheizung unterstützt. Die Erweiterung einer bestehenden Anlage wird mit 50 Euro pro Quadratmeter bezuschusst. Zusätzliche BAFA-Fördermittel winken, wenn man die Investition mit weiteren Maßnahmen zur Heizungsoptimierung kombiniert und beispielsweise den alten Heizkessel durch einen modernen Brennwert-Kessel ersetzt.

Auch die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) fördert die Installation einer Solarthermie-Anlage. Sie vergibt besonders zinsgünstige Kredite, mit denen Kauf und Installation finanziert werden können. In den meisten Fällen sind die Förderungen nicht miteinander kombinierbar. "Bei einer Einzelmaßnahme, wenn nur der Einbau einer Solarthermieanlage geplant ist, muss man sich zwischen BAFA- und KfW-Förderung entscheiden", so der BSB. Was sich im Einzelfall mehr lohnt, sollte man am besten mit einem Energieberater genau durchrechnen. Die unabhängige Energieberatung vor Ort wird ebenfalls vom BAFA bezuschusst. Der Energieberater kann auch zu etwaigen weiteren Fördermitteln beraten, die einige Bundesländer und Kommunen anbieten.

Solarkollektor: flach oder Röhre?

Herzstück einer thermischen Solaranlage ist der Solarkollektor. Um das Sonnenlicht einzufangen und seine Energie nutzbar zu machen, stehen dem Verbraucher Flach- und Röhrenkollektoren zur Auswahl. Röhrenkollektoren funktionieren nach dem Prinzip der Thermoskanne. "Basis sind Vakuumröhren, in denen die Wärme gespeichert wird", erklärt Matthias Wagnitz, Referent für Energie- und Wärmetechnik beim Zentralverband Sanitär Heizung Klima. Dies reduziert die Wärmeverluste in Röhrenkollektoren im Vergleich zu einem Flachkollektor erheblich. "Diese Technik bewährt sich vor allem bei niedrigen Außentemperaturen und in Zeiten, wo die Sonne weniger scheint." Außerdem wird für dieselbe Leistung weniger Dachfläche benötigt.

Dennoch haben die Flachkollektoren mit knapp 90 Prozent Marktanteil klar die Nase vorn. Das hat einen einfachen Grund: den günstigeren Preis. Die Verbraucher vergleichen, wie viele Kilowattstunden Solarenergie pro Quadratmeter Kollektorfläche möglich sind, berichtet Thomas Posanski, Energieberater bei der Verbraucherzentrale Sachsen. "Sofern sich mit sechs Quadratmetern Flachkollektoren der gleiche Ertrag erzielen lässt wie mit fünf Quadratmetern Röhrenkollektoren, bevorzugen sie die Flachkollektoren, weil das am Ende günstiger ist."

Wer eine große nach Süden gerichtete Dachfläche zur Verfügung hat, ist mit Flachkollektoren meist sehr gut bedient. Bei komplizierten Dachgrundrissen mit Gauben oder Dachfenstern sowie auf denkmalgeschützten Gebäuden können Röhrenkollektoren die bessere Lösung sein, weil sie weniger Platz beanspruchen, um die benötigte Leistung zu bringen.

Den Solarspeicher richtig dimensionieren

Vom Kollektor aus führt eine Leitung die Wärmeträgerflüssigkeit zu einem sehr gut gedämmten Solarspeicher und erhitzt das darin enthaltene Wasser über einen Wärmetauscher. Der Solarspeicher gleicht das schwankende Energieangebot der Sonne aus und sorgt dafür, dass beispielsweise auch nachts warmes Wasser zur Verfügung steht. "Üblich sind Speicher ab 400 Liter Fassungsvermögen, die Anschlüsse für mindestens zwei Wärmeüberträger beziehungsweise Wärmetauscher besitzen", empfiehlt der BSB. "Dadurch ist die Erwärmung über eine andere Heizquelle, zum Beispiel den Heizkessel, zu Zeiten möglich, in denen die solarthermische Anlage nicht genügend Wärme liefert."

Der Speicher sollte so dimensioniert sein, dass er etwa das Doppelte des täglichen Warmwasserbedarfs bevorraten kann. Im Schnitt liegt der Warmwasserverbrauch laut dem Bund der Energieverbraucher bei 50 Litern pro Person und Tag, man braucht in einem Vier-Personen-Haushalt also 400 Liter Speicherkapazität. Ist der Solarspeicher zu klein, verbraucht man mehr warmes Wasser als über die solarthermische Anlage bereitgestellt wird und die konventionelle Heizung muss einspringen. Dadurch verringern sich die Einspareffekte. Viel zu groß sollte der Speicher aber auch nicht sein. Überdimensionierte Trinkwasserspeicher sind eine der Hauptursachen für Legionellen im heimischen Trinkwasser.

Solarthermie zur Unterstützung der Heizung

Soll die Solarthermie-Anlage nicht warmes Wasser liefern, sondern zusätzlich auch die Gebäudeheizung unterstützen, braucht man einen Kombispeicher. Oft ist dieser nach dem Tank-in-Tank-Prinzip konstruiert. In dem mit Heizwasser gefüllten Speicher ist dann ein kleinerer Trinkwasserspeicher eingebaut. Die Solarenergie erwärmt das Heizwasser, das wiederum die Wärme an das Trinkwasser abgibt. Es gibt auch andere Konstruktionsformen wie beispielsweise das Durchlauf-Prinzip, bei dem das Trinkwasser durch korrosionsbeständige Edelstahlleitungen im Speicherinneren fließt und dabei vom umgebenden Heizungswasser erwärmt wird.

Wie groß der Kombispeicher sein muss, hängt nun nicht mehr nur vom Warmwasserverbrauch, sondern auch vom Heizenergiebedarf des Haushalts ab. Bei der Berechnung für den Individualfall helfen Energieberater, die zum Beispiel die Verbraucherzentralen oder der Bauherren-Schutzbund vermitteln können. "Ganz grob gilt: Gegenüber der reinen Warmwassererwärmung sind solche Solaranlagen meist etwa doppelt so groß und doppelt so teuer", informiert die VZ Energieberatung.

Ganz ersetzen kann die Solarthermie-Anlage die konventionelle Gebäudeheizung übrigens nicht. Bei richtiger Planung lassen sich im Sommer über 90 Prozent der benötigten Energie aus der Solarthermie-Anlage ziehen, im Winter aber kaum mehr als 10 Prozent. "Ziel ist im Jahresmittel eine solare Deckung von mehr als 60 Prozent", so der BSB.

Eine Variante, die häufig gewählt wird, ist die Kombination einer Solarheizung mit einer effizienten Öl- oder Gas-Heizung mit Brennwertkessel. Solarthermie lässt sich aber auch mit einer Wärmepumpen- oder Scheitholz-Zentralheizung sowie mit Fernwärme kombinieren. Wasserführende Kamin- und Pelletöfen können zusätzlich in den Heizkreislauf integriert werden, um den niedrigen Ertrag der Solarthermie-Anlage während der Wintermonate auszugleichen.

Eine Solarthermie-Anlage kann die Heizkosten um bis zu 30 Prozent reduzieren. (Quelle: IWO)Eine Solarthermie-Anlage kann die Heizkosten um bis zu 30 Prozent reduzieren.

Wie viel Dachfläche man für die Solarkollektoren braucht

Wie viel Dachfläche man für die Solarkollektoren braucht, hängt von der Art und Größe der Solarthermie-Anlage, von den örtlichen Rahmenbedingungen sowie vom eigenen Verbrauchsverhalten ab. Dient die Anlage nur der Warmwasserbereitung, empfiehlt der BSB als Faustregel, bei Flachkollektoren von etwa 1,5 Quadratmetern und bei Röhrenkollektoren von einem Quadratmeter benötigter Dachfläche pro im Haushalt lebender Person auszugehen.

Voraussetzung sei aber, dass die Kollektoren möglichst nach Süden ausgerichtet sind. Akzeptabel seien Abweichungen bis zu 30 Grad. Hier müssten Hausbesitzer dann mit Einbußen an Strahlungsenergie von maximal 10 Prozent rechnen. Weitaus wichtiger als die exakte Südausrichtung sei der richtige Neigungswinkel der Kollektoren. Empfohlen wird eine Neigung zwischen 30 und 45 Grad. Je stärker man von diesen Idealbedingungen abweicht, desto größer muss die Kollektorfläche auf dem Dach sein, damit sie den erwünschten Ertrag bringt.

Heizkostensenkung durch Solarthermie

"Eine Solarthermieanlage hat eine Funktionsdauer von bis zu 25 Jahren", so der BSB. Vor allem wenn die Sonnenenergie die Gebäudeheizung unterstützt, ist die Energieeinsparung ganz erheblich. "Im gut gedämmten Einfamilienhaus können so bis zu 30 Prozent der Heizkostenrechnung gespart werden", so die VZ. Bei den deutlich günstigeren reinen Warmwasser-Anlagen sind es demnach rund 10 bis 15 Prozent.

Kosten und Rentabilität einer Solarthermie-Anlage

Demgegenüber stehen die Investitionskosten. Diese liegen laut der VZ Nordrhein-Westphalen für eine durchschnittliche auf einen einen Vier-Personen-Haushalt abgestimmte Solaranlage zur Warmwasserbereitung bei rund 5000 Euro und bei rund 9000 Euro für eine Anlage mit zusätzlicher Unterstützung der Heizung. Egal ob nur zur Warmwasserbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung: Rentabel ist eine fachgerecht installierte Solarthermie-Anlage in den allermeisten Fällen.

"Die Sonne liefert in allen Teilen Deutschlands genug Strahlungsenergie für den effizienten Betrieb einer Solarwärmeanlage", bestätigt Christian Stolte von der Deutschen Energie-Agentur (dena). Wirtschaftlich besonders attraktiv ist eine thermische Solaranlage aber natürlich in Regionen mit besonders viel Sonnenschein. Auf sogenannten Einstrahlungskarten, wie sie zum Beispiel der Deutsche Wetterdienst anbietet, kann man sich über die Sonneneinstrahlung in seiner Region informieren.

*Den vollständigen Ratgeber "Solarthermie im Überblick" können Sie als pdf-Datei kostenfrei auf den Webseiten des Bauherren-Schutzbundes hier herunterladen.

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