Solarthermie
Heizen mit der Energie der Sonne
Sie ist das ganze Jahr da – und ihre Nutzung kostet nichts: die Sonne. Kein Wunder, dass die Solarthermie schon weit verbreitet ist. Darunter versteht man die Umwandlung von Sonnenenergie in Wärme. Thermische Solaranlagen, in der Regel auf dem Dach installiert, fangen dabei mithilfe von Kollektoren die Solarstrahlung ein und nutzen sie zur Unterstützung Ihrer Heizung oder zur Warmwasserbereitung. Dadurch ist die Solarthermie eine sehr effiziente und nachhaltige Technik der Wärmegewinnung.
Solarthermische Anlagen lassen sich gut mit anderen Heizungsarten kombinieren. Solche sogenannten Hybridsysteme verbessern die Effizienz Ihrer Wärmeversorgung deutlich, besonders in Verbindung mit noch fossilen Heizsystemen oder Biomasseanlagen.
Durch Wärmespeicher gewährleisten sie auch in Zeiten ohne oder mit geringer Sonneneinstrahlung eine zuverlässige Wärmeversorgung.
Solarthermieanlagen eignen sich gleichermaßen für Einfamilien- wie für Mehrfamilienhäuser, jedoch vorwiegende im Gebäudebestand. Dies gilt auch für kommunale Gebäude wie Schulen, Sporthallen oder Schwimmbäder. Ob eine Solarthermieanlage für Ihr Gebäude eher zu bevorzugen ist als eine PV-Anlage oder ob eine Kombination ggf. auch mit einer Wärmepumpe sinnvoll wäre, sollten Sie zusammen mit Fachleuten im Einzelfall klären. Vorteilhaft ist es, wenn die Hauptnutzungszeit tagsüber ist – also dann, wenn die Sonne scheint. Grundsätzlich eignet sich die Solarthermie sehr gut für alle Einrichtungen mit einem hohen Warmwasserbedarf.
Eine neue Entwicklung ist der Einsatz von Solarthermieanlagen auch als zusätzliche Wärmequelle in Wärmenetzen. Bereits umgesetzte Projekte, wie beispielsweise in Moosach, zeigen das Potenzial dieser Technologie auf. Gleichzeitig wächst auch die Zahl der Großwärmepumpen zusammen mit PV-Freiflächenanlagen stetig, wie es z.B. ein Projekt in Mertingen veranschaulicht. Die Zukunft wird zeigen, welche der beiden Technologien sich durchsetzen wird. Bei der Erzeugung von Prozesswärme hat allerdings die Concentrated Solar Power, eine spezielle Form der Solarthermie, bei der die Sonnenstrahlen mit Hilfe von Spiegeln gebündelt und wie bei einem Brennglas auf einen Punkt oder eine Brennlinie gelenkt werden, einen Vorteil: Sie kann Temperaturen von über 400 °C erreichen, wird allerdings überwiegend in sonnenreichen Ländern eingesetzt. Großwärmepumpen erbringen solche Temperaturen in der Praxis bisher nicht effizient.
Wie funktioniert Solarthermie?
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne, um Wärme zu erzeugen. Dies geschieht über Sonnenkollektoren auf Dächern oder an anderen geeigneten Orten. Dabei kommen zwei unterschiedliche Kollektortypen zum Einsatz:
- Flachkollektoren
Das Sonnenlicht erwärmt direkt eine strahlungsabsorbierende Fläche, die die Wärme gut leitet. Diese ist mit Röhren durchzogen, die mit einer frostsicheren Flüssigkeit gefüllt sind. - Vakuumröhrenkollektoren
Sie bestehen aus ineinander gebauten, frostsicheren Röhren, zwischen denen ein Vakuum herrscht. Dieses sorgt für eine besonders wirkungsvolle Wärmedämmung. Auf diese Weise kommt es kaum zu Wärmeverlusten. Vakuumröhrenkollektoren haben einen höheren Wirkungsgrad, sind aber teurer in der Anschaffung.
Sobald die einfallende Sonne die Flüssigkeit im Solarkreislauf ausreichend erwärmt hat, schaltet sich die Solarkreispumpe ein. In einem Wärmetauscher wird dann das Wasser im Pufferspeicher erhitzt. So unterstützt die solarthermische Anlage Ihre Warmwasserbereitung (Brauchwasseranlage) oder Ihre gesamte Heizungsanlage (Heizungsunterstützungsanlage).
Jede Solarthermieanlage muss von Profis sorgfältig eingebunden werden, damit sie effizient und problemlos funktioniert.
Vorteile der Solarthermie
- Sie nutzen eine bewährte und verbreitete Technik – sowohl im Neubau als auch im Bestandsgebäude.
- Solarthermie lässt sich gut mit anderen Heizsystemen kombinieren und ergänzt diese dadurch.
- Eine solarthermische Anlage kann Ihren Energieverbrauch deutlich senken und trägt damit zu niedrigen Heizkosten bei.
- Sie können bei Ihrer Wärmeversorgung ein gutes Stück unabhängiger werden.
Nachteile der Solarthermie
- Die Solarthermie erzeugt in den kalten und trüben Wintermonaten nur wenig Wärme. In der Regel benötigen Sie daher für eine ganzjährige Wärmeversorgung einen zweiten Wärmeerzeuger.
- Da die Solarthermie in der Regel in ein hybrides Heizsystem eingebunden ist, entstehen zunächst Zusatzkosten für die Anschaffung der Solarthermieanlage.
Solarthermie im Neubau
Wenn Sie ein neues Gebäude bauen, ist der Einbau einer Solarthermieanlage möglich und sollte von Ihrem Heizungsbauer gleich im Vorfeld mitberücksichtigt und geplant werden. Je nachdem, wie groß der Anteil an der Wärmegewinnung sein soll, sollten Sie einen entsprechend großen Pufferspeicher vorsehen.
Soll Ihr Haus nahezu komplett solarthermisch mit Raumwärme und Warmwasser versorgt werden, planen Sie am besten eine große Kollektorfläche auf der Südseite des Daches oder an der Südfassade sowie einen ausreichend bemessenen Speicher. Dabei sollte bei derartigen Saisonspeichern auf eine sehr gute Wärmedämmung geachtet werden, einerseits, um die Wärme möglichst lange speichern zu können, andererseits um in der warmen Jahreszeit keine starke Wärmequelle im Haus zu haben.
Solarthermische Anlage im Bestandsgebäude
Durch die Nachrüstung einer Solarthermieanlage und Einbindung in die bestehende Heizung können Sie den Verbrauch IIhres bisher eingesetzten Brennstoffes wie Heizöl oder Holz reduzieren, insbesondere können Sie ggf. diese Anlagen im Sommer sogar abschalten. Sie können die Anlage aber auch zur Warmwasserversorgung nutzen. Eine wichtige Voraussetzung ist immer, dass Ihr Dach ausreichend tragfähig ist. Fragen Sie deshalb Profis, die sich mit der Statik auskennen.
Falls Sie eine Dachsanierung planen, bietet sich der Einbau einer solarthermischen Anlage gleich in Kombination perfekt an. Dabei sollten Sie alle Fachleute für die Planung frühzeitig einbinden, damit der Einbau und die Abstimmung der Anlage mit Ihrem gesamten Heizungssystem optimal gelingen.
Bauliche Integration, optimale Ausrichtung und richtige Dimensionierung
Die Kollektoren einer Solarthermieanlage werden in der Regel auf dem Dach installiert, und zwar optimalerweise nach Süden. Möglich ist auch eine Installation an der Südfassade. Insbesondere beim Neubau oder auch bei einer Dachsanierung bietet sich die Wahl einer optisch zurückhaltenden Indachanlage an.
Eine ausreichend bemessene Dämmung der einzelnen Komponenten einer Solarthermieanlage, insbesondere des Pufferspeichers, ist essenziell, um Wärmeverluste über Nacht zu vermeiden. Auch eine Dämmung der Rohrleitungen ist erforderlich, um Wärmeverluste aufgrund des hohen Temperaturunterschieds zwischen Solarflüssigkeit und Umgebungstemperatur während des Betriebs der Anlage zu minimieren.
Darüber hinaus sollte durch geeignete Maßnahmen (z.B. Ventile) sichergestellt werden, dass bei kälteren Außentemperaturen keine warme Solarflüssigkeit durch die natürliche Konvektion aus dem Pufferspeicher in die Kollektoren auf dem Dach strömt und sich dort abkühlt.
Sie brauchen zudem ein ausreichend großes Ausdehnungsgefäß im Solarkreis, das die Solarflüssigkeit der Kollektoren aufnehmen kann, falls sie sich stark erhitzt und keine Wärme gebraucht wird. (Solarflüssigkeit ist kein reines Wasser sondern mit einem Kälteschutzmittel (Glykolgemisch) ausgestattet, das ein Einfrieren der Solarflüssigkeit bei kalten Temperaturen verhindert.)
Die Solarthermiekollektoren können Sie gestalterisch nahtlos in Ihre Gebäudestrukturen integrieren. Die Ästhetik Ihres Gebäudes bleibt erhalten und Sie sparen zusätzlich Platz.
Damit Sie den optimalen Nutzen aus Ihrer Anlage ziehen können, sollten Sie die Größe der Kollektorfläche Ihrem Bedarf entsprechend bemessen. Je nach Art des Gebäudes, wie z. B. Einfamilienhaus, Mehrfamilienhaus, öffentliches Gebäude oder Schwimmbad, gibt es unterschiedliche Bemessungsgrundlagen. Ein Profi kann Sie hierbei beraten und die Anlage optimal auf Ihren Bedarf ausrichten.
Wie viel kostet eine solarthermische Anlage?
Die tatsächlichen Kosten sind u. a. abhängig von der Größe der Anlage und variieren daher stark. Folgende Angaben beziehen sich auf ein Einfamilienhaus durchschnittlicher Größe und sind als unverbindliche Richtwerte zu verstehen.
Eine Solarthermieanlage zur Unterstützung Ihrer Heizung braucht z. B. eine etwa doppelt so große Kollektorfläche im Vergleich zu einer Brauchwasseranlage. Zudem sind Vakuumröhrenkollektoren teurer in der Anschaffung, dafür aber effizienter.
Brauchwasseranlagen mit Solarthermie
Die Kosten für Anlagen, die der Warmwasserbereitung dienen, bewegen sich in der Regel zwischen 5.000 und 10.000 Euro (unverbindliche Richtwerte). Sinnvollerweise legen Sie die Anlage so groß aus, dass Ihr Warmwasserbedarf vor allem im Sommer damit gedeckt ist und Sie auf eine weitere Wärmequelle verzichten können.
Solarthermieanlage zur Heizungsunterstützung
Verwenden Sie Ihre Solarthermieanlage auch für die Heizungsunterstützung, liegen die Kosten höher und bewegen sich im Bereich zwischen 8.000 bis 15.000 Euro (unverbindliche Richtwerte).
Beachten Sie, dass regionale Unterschiede bei den Installationskosten, staatliche und kommunale Förderprogramme sowie individuelle Standortanforderungen erheblichen Einfluss auf Ihre Gesamtkosten haben können.
Auch wenn die anfänglichen Investitionskosten beachtlich sein können, sollten Sie die langfristigen Einsparungen im Blick behalten. Solarthermie trägt dazu bei, Ihre Energiekosten deutlich zu senken.
Professionelle Beratung und Angebote von verschiedenen Anbietern helfen Ihnen, die Kosten für Ihre spezifischen Bedürfnisse gut einzuschätzen.
Wie wird Solarthermie gefördert?
Dank der Bundesförderung für effiziente Gebäude - Einzelmaßnahmen (BEG EM) können Sie bei Maßnahmen an Bestandsgebäuden für Anlagen zur Wärmeerzeugung, wie z.B. eine Solarthermische Anlage, mit einer Grundförderung von 30 % der förderfähigen Kosten rechnen. Zudem kann ein sog. Klimageschwindigkeits-Bonus von max. 20 % gewährt werden. Bei Vorliegen der Voraussetzungen kann zudem ein Einkommens-Bonus von 30% dazu kommen. Zu beachten ist die Obergrenze von 70 Prozent Gesamtförderung. Die aktuelle Förderübersicht zur BEG EM sowie weitere Informationen, auch zur Antragstellung. finden Sie auf den Seiten der BAFA.
Planen Sie zudem Sanierungsmaßnahmen an Ihrem Gebäude, können Sie zusätzlich zu den Förderungen der BAFA für Anlagen zur Wärmeerzeugung Förderprogramme der KfW für Umbaumaßnahmen in Anspruch nehmen. Informationen hierzu finden Sie auf unserer Seite Förderung Sanierung. Einen Überblick zu Förderungen für Neubauten finden Sie auf unserer Seite Förderung Neubau.
Beispiele und Erfahrungen aus der Praxis
Lassen Sie sich inspirieren und finden Sie erfolgreiche Beispiele aus der Praxis. Sie helfen Ihnen zusätzlich, den richtigen Weg für Ihr eigenes Projekt zu finden.