Solarthermie: Mit Solarthermie heizen

Eine thermische Solaranlage – Solarthermie – nutzt mit Hilfe von Solarkollektoren die Kraft der Sonne, um das Brauchwasser zu erwärmen und die Heizung zu unterstützen. Ihren Dienst verrichtet die Solarthermie nahezu kostenneutral und ohne das Klima mit schädlichen Treibhausgasen zu belasten. Infos zu Technik, Preis, Rentabilität.

Etwa 60 Prozent des jährlichen Warmwasserbedarfs eines Einfamilienhauses lassen sich mit einer fachgerecht geplanten und installierten Solaranlage decken. Von März bis September genügt allein die Kraft der Sonne, um die Primärheizung, die normalerweise für die Warmwasserbereitung zuständig ist, in den Urlaub zu schicken. Bei einem gut gedämmten Neubau kann mithilfe einer thermischen Solaranlage darüber hinaus sogar noch ein Teil der Heizenergie erzeugt werden: Im Idealfall können dies bis zu 40 Prozent des Gesamtwärmebedarfs sein.

Solarkollektoren, Wärmetauscher und Pufferspeicher

Das Herzstück einer thermischen Solaranlage sind die Solarkollektoren. Diese „fangen“ die Sonnenstrahlen ein und leiten deren Wärmeenergie an den Wärmekreislauf weiter. Zentrales Bauteil eines Solarkollektors sind die aus einem gut wärmeleitenden Metall gefertigten und mit Wärmeträgerflüssigkeit gefüllten Absorber. Vergleichbar mit einem in der Sonne liegenden Gartenschlauch, heizt sich die Trägerflüssigkeit innerhalb kürzester Zeit auf und wird mit einer Pumpe Richtung Pufferspeicher abtransportiert. Dort gibt sie die Heizenergie über einen Wärmetauscher an das Speicherwasser ab.

Flachkollektoren und Röhrenkollektoren

Zwei Typen von Solarkollektoren gilt es zu unterscheiden: Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Mit 90 Prozent Marktanteil erfreuen sich Flachkollektoren großer Beliebtheit. Sie sind in der Anschaffung deutlich günstiger als Röhrenkollektoren, haben aber auch einen um etwa 30 Prozent geringeren Wirkungsgrad.
Bei Vakuumröhrenkollektoren befinden sich die Absorber innerhalb von Glasröhren, in denen ein Vakuum herrscht. Das Vakuum verhindert Luftbewegungen im Kollektor, die zu Wärmeverlusten führen könnten. Zwei Arten von Röhrenkollektoren dominieren den Markt: Die direkt durchflossenen Vakuumröhrenkollektoren und die Heat-Pipe-Vakuumröhrenkollektoren. Bei ersteren fließt die Wärmeträgerflüssigkeit in einem Röhrchen direkt unter den Absorbern, wo diese die Wärme aufnimmt. Bei den Heat-Pipe-Vakuumröhrenkollektoren ist hingegen ein mit Alkohol oder Wasser gefülltes Rohr unter dem Absorber angebracht. Bei Sonneneinstrahlung verdampft der Alkohol oder das Wasser und kondensiert am oberen Ende des Wärmerohrs. Über einen Wärmetauscher wird die Heizwärme an die Wärmeträgerflüssigkeit abgegeben. Das Kondensat fließt anschließend zurück in das Rohr und der Vorgang beginnt von Neuem.

Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung

Für die Warmwasserbereitung braucht es pro Hausbewohner ungefähr 1,5 Quadratmeter Kollektorfläche. Soll zusätzlich noch die Heizung bei ihrer Arbeit unterstützt werden, sind 15 bis 20 Quadratmeter Kollektorfläche eine realistische Größe.
Für eine möglichst hohe Wärmeleistung ist ein Dach mit Südausrichtung und einer Neigung zwischen 30 und 45 Grad ideal. Ist die Dachneigung zu gering oder sollen die Solarkollektoren auf einem Flachdach montiert werden, können Dachständer die Kollektoren in die richtige Position bringen.

Die Betriebskosten einer Solaranlage

Die Betriebskosten einer thermischen Solaranlage fallen relativ gering aus. Abgesehen vom Strombedarf für Pumpen und Regeltechnik, der mit etwa 15 Euro pro Jahr zu Buche schlägt, arbeitet das System kostenneutral. Allerdings sollten Anlagenbesitzer turnusmäßig etwas Geld in die Wartung und Funktionsprüfung investieren.

Vier Schritte zur thermischen Solaranlage

Schritt 1: Der richtige Zeitpunkt
Wer jetzt eine neue Heizung mit Solaranlage installiert, spart dauerhaft Energiekosten und hat schon in diesem Sommer genügend Solarenergie für warmes Wasser. Auch im Hausbestand ist dies sinnvoll! Thomas Kwapich, Bereichsleiter der dena: „Besonders wenn der Heizkessel sowieso erneuert wird, raten wir zum Einbau einer Solarthermieanlage. Der Austausch alter Heizungen rechnet sich übrigens oft schon, wenn sie älter als 15 Jahre sind.“

Schritt 2: Nur Trinkwarmwasser oder auch Heizungsunterstützung?
Als nächstes müssen sich Hausbesitzer entscheiden, ob die Solaranlage nur das Trinkwasser erwärmen oder auch die Heizung unterstützen soll. Eine kleinere Solaranlage liefert in den warmen Monaten genug Energie, um den Trinkwarmwasserbedarf eines Hauses zu decken. Will man eine zusätzliche Heizungsunterstützung, muss die Solaranlage inklusive Speicher größer ausfallen. Allerdings benötigen Solaranlagen immer ein zusätzliches Heizsystem.

Schritt 3: Kosten abschätzen
Jede Solaranlage braucht einen Speicher für die gewonnene Wärme. Solaranlagen für Trinkwarmwasser benötigen mindestens einen 300-Liter-Speicher. Für Solaranlagen, die die Heizung mit unterstützen, sind etwa 100 Liter Speichervolumen je Quadratmeter Kollektorfläche erforderlich. Damit lassen sich bis zu 20 Prozent des gesamten Heizenergieverbrauchs einsparen. Für den Einbau einer thermischen Solaranlage für Trinkwarmwasser müssen Interessenten mit Kosten ab 4.000 Euro rechnen. Bei einer Anlage mit Heizungsunterstützung erhöhen sich die Kosten auf 8.000 bis 12.000 Euro.

Schritt 4: Handwerkersuche
Vergleichen spart Kosten: Am besten drei Angebote einzuholen und so einen geeigneten Handwerker finden. Damit die Angebote verglichen werden können, sollten alle angefragten Betriebe die gleichlautende Anfrage erhalten. Darin sollten die anstehenden Maßnahmen so genau wie möglich beschrieben werden. Referenzen der Anbieter über bereits durchgeführte Arbeiten können bei der Auswahl ebenfalls eine große Hilfe sein. So können Interessierte auch die Qualität der Arbeit vergleichen.

Quelle: Deutsche Energie-Agentur (dena)

Bild 1 von 5

Der technische Aufbau eines Solarkollektors orientiert sich an einer möglichst guten Aufnahme der Sonnenstrahlung durch den Absorber, sowie einer bestmöglichen Isolierung gegenüber thermischen Verlusten der eingesammelten Solarwärme.