Solarthermie im Eigenheim - eine Übersicht

Die Solarthermie wurde nicht erst im Rahmen der Energiewende erfunden - sie hat eine sehr lange Tradition: Bereits in der Antike finden wir erste Beispiele für die Nutzung der Sonnenenergie, z. B. über Brenn- oder Hohlspiegel.

So wird beispielsweise die olympische Fackel seit der Antike über einen Brennspiegel entzündet. Auch die Nutzung der Sonne zum Beheizen von Häusern (indem man Türen und Fenster Richtung Süden ausrichtete) ist dokumentiert.

Frühe Vorläufer der heutigen Sonnenkollektoren wurden im 18. Jahrhundert entwickelt und das erste Patent für eine Solaranlage im Jahr 1891 vergeben. Mitte der 1970er-Jahre wurden, ausgelöst durch die erste Ölkrise, brauchbare, moderne Konzepte zur Nutzung der Sonnenenergie entwickelt. Moderne Solarthermie-Anlagen erfreuen sich im Rahmen der Energiewende wachsender Beliebtheit. Sie können verwendet werden, um Brauchwasser zu erwärmen oder Heizungen zu unterstützen. Solarthermie-Anlagen zeichnen sich durch ihre universelle Einsetzbarkeit aus.

Solarthermie eignet sich ebenso für private Einfamilienhäuser wie für Mehrfamilienhäuser sowie öffentliche Gebäude - auch Schwimmbäder lassen sich sehr gut mit Solarthermie beheizen. Im Sommer kann man häufig den kompletten Warmwasserbedarf eines Einfamilienhauses über Solarthermie decken - dafür genügt schon eine Kollektorfläche von 5 Quadratmetern. Soll die Solarthermie-Anlage zusätzlich die Heizung unterstützen, muss sie größer ausfallen.

Im Neubau häufig vorgeschrieben

Im Neubau ist Solarthermie in manchen Fällen obligatorisch: Seit dem Jahr 2016 gelten verschärfte Vorgaben für die energetischen Standards in Neubauten. Das Gebäudeenergiegesetz (GEG) schreibt unter anderem vor, wie hoch der Wärmeverlust und der Primärenergiebedarf eines Neubaus maximal sein dürfen.

Seit dieser Verschärfung sind konventionelle Heizungen - also mit Öl oder Gas betriebene Brennwertkessel - nicht mehr in der Lage, die entsprechenden Grenzwerte einzuhalten. Für diese Geräte ist daher der Einsatz einer unterstützenden Solarthermie-Anlage vorgeschrieben.

Es gibt zwei Arten von Solarthermie-Anlagen: Die kleinere Version dient nur der Warmwasserbereitung, während größer dimensionierte Solarthermie-Anlagen zudem die Heizung unterstützen können. In der Funktionsweise unterscheiden sich diese beiden Varianten nicht - unterschiedlich ist nur die Größe.

Eine Solarthermie-Anlage besteht im Wesentlichen aus drei Komponenten: Kollektoren, Pumpe und Speicher. Die Sonnenstrahlen erwärmen das Wasser in den Kollektoren, die Pumpe transportiert es in den Pufferspeicher. Hier wird die Wärme gespeichert und kann von dort aus über Wärmetauscher an ihren Bestimmungsort geleitet werden.

Es gibt zwei unterschiedliche Typen von Sonnenkollektoren: Flachkollektoren sind die simplere Variante. Sie bestehen aus Kupferrohren und schwarz lackiertem Blech (Absorber genannt). In den Kupferrohren befindet sich ein Wärmeträger, in der Regel Wasser mit einem Frostschutzmittel. Das schwarze Blech absorbiert die Sonnenenergie und gibt die gewonnene Wärme an den Wärmeträger weiter.

Effizienter (aber auch teurer) sind Vakuumröhren-Kollektoren. Diese funktionieren nach einem ähnlichen Prinzip wie Flachkollektoren, nur dass sich der Absorber in einem evakuierten Glaszylinder befindet. Das Vakuum schirmt den Absorber gegen die Umgebung ab, dadurch wird der Energieverlust minimiert. Der Wärmeträger wird meist mittels einer elektrischen Umwälzpumpe durch das System transportiert („aktive Systeme“). Seltener gibt es passive Systeme: Hier bewegt sich die Flüssigkeit von selbst im System, indem sie sich die temperaturbedingten Dichteunterschiede zunutze macht.

Der Solarspeicher ist ein gut isolierter Wassertank, in dem die gewonnene Wärme zwischengelagert wird und bei Bedarf flexibel genutzt werden kann. Je nach Größe des Tanks kann unterschiedlich viel Energie gespeichert werden. Die verschiedenen Solarthermie-Anlagen verwenden unterschiedliche Arten von Speicher: Eine Solarthermie-Anlage nur zur Warmwasserbereitung braucht einen Warmwasserspeicher. Eine Anlage mit zusätzlicher Heizungsunterstützung nutzt entweder einen zusätzlichen Pufferspeicher oder einen Kombispeicher.

Normalerweise beinhalten Solarthermie-Anlagen zusätzlich einen alternativen Wärmeerzeuger, der einspringt, wenn die Sonnenenergie allein nicht ausreicht, zum Beispiel an Tagen mit wenig Sonneneinstrahlung oder kalten Außentemperaturen. Fällt das Wasser im Speicher unter eine voreingestellte Minimaltemperatur (etwa 55 Grad Celsius), schaltet sich z. B. eine elektrische Heizpatrone, eine Wärmepumpe oder eine Brennwertheizung (mit Gas oder Öl betrieben) ein.

Quelle: © TAG24 NEWS Deutschland / youtube.com

Solarthermie-Anlagen sind ein wichtiger Bestandteil der Energiewende. Sie nutzen die regenerative Energie der Sonne, schonen so die Umwelt und sparen gleichzeitig Heizkosten. Allerdings benötigen sie Platz; zudem sind die Anschaffungskosten nicht zu vernachlässigen. Die Vorteile und Nachteile der Solarthermie im Überblick:

Eine Solarthermie-Anlage spart Heizkosten, kostet aber in der Anschaffung mehrere tausend Euro. Welche Kosten sie konkret verursacht, kann im Detail sehr unterschiedlich sein; dies hängt von verschiedenen Faktoren ab:

Soll die Solarthermie-Anlage nur genutzt werden, um Brauchwasser zu erwärmen oder soll sie auch die Heizung unterstützen? Außerdem: Wie groß ist das Gebäude und welche Art von Kollektoren sollen verwendet werden?

Je nach Einsatzbereich und Größe des Haushalts muss eine Solarthermie-Anlage unterschiedlich dimensioniert sein - je mehr Kollektorfläche benötigt wird, desto höher sind die Kosten. Auch die Art der Kollektoren macht einen großen Unterschied, denn Flachkollektoren sind deutlich preiswerter zu haben als Vakuumröhrenkollektoren. Dafür arbeiten letztere bedeutend effizienter und benötigen weniger Platz. Die folgenden Rechenbeispiele gehen jeweils von einem durchschnittlichen Vierpersonenhaushalt aus. Dabei ist zu bedenken, dass sich die errechneten Anschaffungskosten zumindest im Altbau durch die staatlichen Fördermittel zum Teil reduzieren.

Möchten Sie eine konventionelle Heizung mit Öl oder Gas betreiben, sind Sie im Neubau zum Einbau einer Solarthermie-Anlage verpflichtet. In der folgenden Tabelle haben wir die Anschaffungskosten für verschiedene Lösungen für Sie zusammengestellt. Beachte Sie bei Ihrer Wahl: Während die Installation von Gasheizungen in Verbindung mit Solarthermie zumindest im Altbau derzeit noch bezuschusst wird, können Sie bei einer Öl-betriebenen Heizung auf keine staatliche Förderung hoffen.

Laufende Kosten

Eine Solarthermie-Anlage spart Heizkosten ein, verursacht aber selbst laufende Kosten - diese sind allerdings gering und setzen sich aus rund 20 Euro Stromkosten für die Umwälzpumpe sowie um die 80 Euro Wartungskosten zusammen. Bei der Wartung sollten Frost- und Korrosionsschutz der Wärmeträgerflüssigkeit überprüft sowie die Anlage auf Lecks gecheckt werden. Sinnvoll ist zudem eine Sichtprüfung der Kollektoren und Anschlüsse sowie der Wärmedämmung.

Zusätzlich empfiehlt sich eine gelegentliche Entlüftung des Solarkreises. Alles in allem ist mit laufenden Kosten von jährlich rund 100 Euro für den Betrieb einer Solarthermie-Anlage zu rechnen. Außerdem könnten Sie über den Abschluss einer Versicherung für die Solarthermie-Anlage nachdenken. Diese schlägt mit ca. 40 Euro jährlich zu Buche und deckt diverse Schäden an der Anlage ab, beispielsweise durch Hagel oder Sturm.

Lohnt es sich, eine Solarthermie-Anlage anzuschaffen, wenn man alle Kosten, Förderungsmöglichkeiten und Sparpotenziale berücksichtigt?

Pauschal lässt sich diese Frage nicht beantworten, vielmehr kommt es stark auf das jeweilige Nutzungsverhalten an, ob es sich lohnt, auf Solarthermie zu setzen.

Auch der Standort des Gebäudes spielt eine Rolle, ebenso wie die Zeiten, zu denen die Bewohner zu Hause sind. Es gibt viele Einzelfälle, in denen der Einsatz einer Solarthermie-Anlage sehr lohnend ist. Alle Faktoren zusammengenommen, amortisiert sich eine Solarthermie-Anlage in der Regel im letzten Drittel ihres Lebens. Die finanziellen Einsparungen sind überschaubar, dafür reduzieren sich die Kohlendioxid-Emissionen verglichen mit einer konventionellen Heizung immens.

Hinzu kommt, dass Sie im Neubau nicht um den Einsatz regenerativer Energien herumkommen. Hier haben Sie wenn Sie eine Öl- oder Gasheizung installieren wollen, keine andere Wahl, als die Heizung durch Solarthermie zu unterstützen sowie eine Lüftungsanlage mit Wärmerückgewinnung einzubauen. Alternativ können Sie nur zur Holzheizung oder zu einer Wärmepumpe greifen. Die Amortisationszeiten verschiedener Heizungen im Neubau im Vergleich zeigt Ihnen die folgende Tabelle: