Sonnenenergie für Warmwasser und Heizung nutzen
Solarthermie nutzt die Energie der Sonne zur Erzeugung von Wärme. Diese Wärme kann für die Trinkwassererwärmung und – abhängig von der Auslegung der Anlage – auch zur Unterstützung der Raumheizung genutzt werden.
Im Gegensatz zu einer Photovoltaikanlage, die elektrischen Strom erzeugt, stellt eine Solarthermieanlage unmittelbar Wärme bereit.
Ob sich Solarthermie für ein Gebäude technisch und wirtschaftlich eignet, hängt von verschiedenen Faktoren ab. Dazu gehören unter anderem Wärmebedarf, Warmwasserverbrauch, verfügbare Dachfläche, Ausrichtung und Verschattung sowie die vorhandene Heizungsanlage und der Wärmespeicher.
Wie funktioniert eine Solarthermieanlage?
Auf dem Dach oder einer anderen geeigneten Fläche befinden sich Solarkollektoren. Diese nehmen Sonnenenergie auf und übertragen die Wärme auf eine Wärmeträgerflüssigkeit.
Die Wärme wird anschließend über einen Wärmetauscher an einen Speicher übertragen.
Abhängig vom Anlagenkonzept kann die gespeicherte Wärme genutzt werden für:
Reicht die Solarwärme nicht aus, übernimmt das vorhandene Heizsystem die zusätzlich benötigte Wärmeversorgung.
Solarthermie für die Warmwasserbereitung
Eine Solarthermieanlage kann gezielt zur Unterstützung der Warmwasserbereitung eingesetzt werden.
Gerade in den sonnenreichen Monaten kann ein erheblicher Teil des benötigten Warmwassers solar erwärmt werden. Wie hoch der solare Anteil tatsächlich ist, hängt unter anderem von Kollektorfläche, Speichergröße, Warmwasserverbrauch und Sonneneinstrahlung ab.
Im Winter steht aufgrund der geringeren Sonneneinstrahlung entsprechend weniger Solarwärme zur Verfügung.
Das vorhandene Heizsystem muss deshalb weiterhin in der Lage sein, die Warmwasserversorgung sicherzustellen.
Solarthermie zur Heizungsunterstützung
Größer dimensionierte Solarthermieanlagen können zusätzlich die Raumheizung unterstützen.
Dafür werden in der Regel größere Kollektorflächen und entsprechende Wärmespeicher benötigt.
Zu berücksichtigen ist allerdings ein grundsätzlicher saisonaler Unterschied: Der höchste Heizwärmebedarf entsteht im Winter, während die höchsten Solarerträge überwiegend in den sonnenreicheren Monaten erzielt werden.
Solarthermie kann eine Heizungsanlage deshalb unterstützen, ersetzt in einem üblichen Wohngebäude jedoch nicht automatisch den Wärmeerzeuger für die Wintermonate.
Welche Vorteile kann Solarthermie bieten?
Eine passend ausgelegte Solarthermieanlage kann verschiedene Vorteile bieten:
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Nutzung erneuerbarer Sonnenenergie
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Unterstützung der Warmwasserbereitung
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mögliche Unterstützung der Raumheizung
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Verringerung des Energiebezugs des Hauptwärmeerzeugers
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geringerer Brennstoffverbrauch bei entsprechenden Heizsystemen
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Entlastung des Wärmeerzeugers während geeigneter Betriebszeiten
Wie groß der energetische und wirtschaftliche Nutzen tatsächlich ausfällt, hängt stark von Gebäude, Heizsystem, Warmwasserbedarf und Anlagenauslegung ab.
Welche Voraussetzungen sollte das Gebäude erfüllen?
Für eine Solarthermieanlage müssen verschiedene technische Voraussetzungen berücksichtigt werden.
Dazu gehören beispielsweise:
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geeignete und ausreichend große Kollektorfläche
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möglichst geringe Verschattung
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geeignete Dachkonstruktion
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ausreichende statische Voraussetzungen
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Platz für einen geeigneten Wärmespeicher
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Möglichkeit zur Einbindung in die vorhandene Heizungsanlage
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geeignete Leitungswege zwischen Kollektoren, Speicher und Heizungsanlage
Nicht allein die Dachfläche entscheidet deshalb darüber, ob Solarthermie sinnvoll eingesetzt werden kann.
Der Wärmespeicher spielt eine wichtige Rolle
Da Solarwärme nicht immer genau zu dem Zeitpunkt zur Verfügung steht, zu dem Wärme benötigt wird, ist der Speicher ein wichtiger Bestandteil einer Solarthermieanlage.
Er nimmt erzeugte Wärme auf und stellt sie zeitversetzt zur Verfügung.
Die Größe und Auslegung des Speichers müssen zum Anlagenkonzept passen. Ein ungeeignet dimensionierter Speicher kann die Effizienz und Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems beeinträchtigen.
Bei Anlagen zur Heizungsunterstützung ist der erforderliche Speicher in der Regel größer als bei Anlagen, die ausschließlich die Trinkwassererwärmung unterstützen.
Solarthermie oder Photovoltaik?
Solarthermie und Photovoltaik nutzen beide Sonnenenergie, erzeugen jedoch unterschiedliche Energieformen:
Solarthermie erzeugt Wärme.
Photovoltaik erzeugt Strom.
Solarstrom kann flexibel für unterschiedliche elektrische Verbraucher genutzt werden – beispielsweise für Haushaltsstrom, eine Wärmepumpe oder ein Elektrofahrzeug – oder in das Stromnetz eingespeist werden.
Solarthermie stellt dagegen Wärme bereit, die insbesondere für Warmwasser und gegebenenfalls zur Heizungsunterstützung genutzt wird.
Welche Lösung für ein Gebäude sinnvoller ist, hängt unter anderem von folgenden Faktoren ab:
Eine pauschale Aussage, dass eines der beiden Systeme grundsätzlich wirtschaftlicher ist, ist deshalb nicht sinnvoll.
Können Solarthermie und Photovoltaik kombiniert werden?
Grundsätzlich können auf geeigneten Gebäuden sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaikmodule installiert werden.
Da beide Systeme Dachfläche benötigen, sollte jedoch geprüft werden, wie die verfügbare Fläche am sinnvollsten genutzt werden kann.
Dabei sind nicht nur die möglichen Energieerträge, sondern auch Investitionskosten, vorhandene Anlagentechnik sowie der zukünftige Wärme- und Strombedarf zu berücksichtigen.
Solarthermie und Wärmepumpe kombinieren
Auch eine Kombination aus Solarthermie und Wärmepumpe ist technisch möglich.
Ob diese Kombination sinnvoll ist, hängt jedoch stark vom Anlagenkonzept ab.
Beide Systeme nutzen erneuerbare Energie, erfordern aber zusätzliche Komponenten und eine aufeinander abgestimmte Regelung. Gleichzeitig kann alternativ Photovoltaikstrom für den Betrieb einer Wärmepumpe genutzt werden.
Deshalb sollte nicht automatisch davon ausgegangen werden, dass die Kombination von Solarthermie und Wärmepumpe für jedes Gebäude die wirtschaftlichste Lösung darstellt.
Solarthermie als Teil einer energetischen Sanierung
Solarthermie kann Teil eines umfassenderen Energiekonzepts sein.
Bei der Planung sollten beispielsweise berücksichtigt werden:
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vorhandene Heizungsanlage
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zukünftiger Wärmeerzeuger
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Zustand und Dämmstandard der Gebäudehülle
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Wärmebedarf des Gebäudes
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Warmwasserbedarf
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vorhandene und geplante Dachnutzung
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Photovoltaik
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erforderliche Speichertechnik
Steht ohnehin eine Dachsanierung an, sollte außerdem frühzeitig geklärt werden, wie Dachsanierung, Dämmung und Solaranlage aufeinander abgestimmt werden können.
Sind mehrere energetische Maßnahmen vorgesehen, kann ein individueller Sanierungsfahrplan (iSFP) bei der langfristigen Planung unterstützen.
Wirtschaftlichkeit einer Solarthermieanlage
Ob eine Solarthermieanlage wirtschaftlich ist, lässt sich nicht pauschal beantworten.
Einfluss haben unter anderem:
Eine Wirtschaftlichkeitsbetrachtung sollte deshalb das gesamte Heizungs- und Energiekonzept des Gebäudes berücksichtigen.
Wartung einer Solarthermieanlage
Solarthermieanlagen sollten regelmäßig kontrolliert und entsprechend den Herstellervorgaben gewartet werden.
Dabei können beispielsweise folgende Punkte relevant sein:
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Anlagendruck
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Zustand der Wärmeträgerflüssigkeit
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Pumpen und Regelung
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Speicher und Wärmetauscher
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Dichtheit der Anlage
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Funktion der Sicherheitseinrichtungen
Eine regelmäßige Kontrolle trägt dazu bei, einen zuverlässigen und effizienten Betrieb der Anlage zu gewährleisten.
Fördermöglichkeiten
Für Solarthermieanlagen können unter bestimmten Voraussetzungen staatliche Förderprogramme zur Verfügung stehen.
Welche Anlagen förderfähig sind, welche technischen Anforderungen gelten und welche Förderhöhe möglich ist, richtet sich nach den jeweils geltenden Förderbedingungen.
Förderanträge müssen gegebenenfalls bereits vor Beginn der Maßnahme beziehungsweise vor bestimmten vertraglichen Verpflichtungen berücksichtigt werden.
Deshalb sollten die aktuellen Förderbedingungen vor der Beauftragung geprüft werden.
Häufige Fragen
Was ist der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik?
Photovoltaik erzeugt elektrischen Strom. Solarthermie erzeugt Wärme.
Solarstrom kann für unterschiedliche elektrische Verbraucher genutzt werden. Die Wärme einer Solarthermieanlage wird dagegen insbesondere für Warmwasser und gegebenenfalls zur Heizungsunterstützung eingesetzt.
Kann Solarthermie eine Heizung vollständig ersetzen?
Bei üblichen Wohngebäuden in Deutschland ist Solarthermie in der Regel als Ergänzung zu einem weiteren Wärmeerzeuger vorgesehen.
Gerade im Winter, wenn der Heizwärmebedarf besonders hoch ist, steht weniger Solarenergie zur Verfügung.
Kann Solarthermie mit einer Wärmepumpe kombiniert werden?
Ja, eine Kombination ist technisch möglich.
Ob sie energetisch und wirtschaftlich sinnvoll ist, hängt vom Gebäude und vom konkreten Anlagenkonzept ab. Alternativ sollte auch eine Kombination aus Photovoltaik und Wärmepumpe betrachtet werden.
Lohnt sich Solarthermie auch im Bestand?
Solarthermie kann auch in bestehenden Gebäuden eingesetzt werden.
Entscheidend sind unter anderem geeignete Kollektorflächen, Platz für den Speicher, Wärme- und Warmwasserbedarf sowie die Möglichkeit, die Anlage sinnvoll in das vorhandene oder zukünftige Heizsystem einzubinden.
Funktioniert Solarthermie auch im Winter?
Ja, Solarkollektoren können auch im Winter Wärme erzeugen.
Die nutzbaren Erträge sind aufgrund geringerer Sonneneinstrahlung und kürzerer Tage jedoch typischerweise deutlich niedriger als in sonnenreicheren Monaten.
Benötigt eine Solarthermieanlage einen Speicher?
In üblichen Solarthermieanlagen ist ein Wärmespeicher ein wesentlicher Bestandteil des Systems.
Er ermöglicht es, die erzeugte Solarwärme zeitversetzt für Warmwasser oder Heizungsunterstützung zu nutzen.
Solarthermie oder Photovoltaik – was ist besser?
Das lässt sich nicht pauschal beantworten.
Photovoltaik und Solarthermie erfüllen unterschiedliche Aufgaben. Bei begrenzter Dachfläche sollte besonders sorgfältig geprüft werden, welche Nutzung der verfügbaren Fläche zum zukünftigen Energiebedarf des Gebäudes passt.