Wie funktioniert eine Solarthermieanlage und was leistet sie?

Artikelbild-alt-tag
© Fotolia/ mavil

Solarthermieanlagen lassen sich auf nahezu jedes Dach bauen und fast überall einsetzen. Doch wie genau funktioniert eine Solarthermieanlage und was leistet sie? Für wen ist sie geeignet? Immonet beantwortet die wichtigsten Fragen.

Die Funktionsweise

„Das Prinzip von Solarthermie-Anlagen kennt jeder von einem Gartenschlauch im Sommer: Liegt dieser in der prallen Sonne, wird das Wasser im Schlauch nach kurzer Zeit sehr heiß. Und auf diesem Prinzip bauen Solarwärmeanlagen auf“, erklärt Christina Rocker von der Deutschen Energieagentur (Dena).

Konkret sieht das so aus: Solar-Kollektoren, die in der Regel auf dem Dach eines Hauses installiert werden, enthalten eine spezielle Flüssigkeit. Diese wird durch die Sonneneinstrahlung erhitzt. Das heiße Fluid wird durch eine Umwälzpumpe von den Kollektoren über ein Rohrsystem in einen Solar-Wärmespeicher gepumpt. Dort entzieht ein Wärmetauscher der Flüssigkeit die Wärme. Abgekühlt wird die Flüssigkeit wieder in die Kollektoren auf das Dach gepumpt. Die Wärmeenergie wird in einem Pufferspeicher zur Verfügung gehalten, bis sie im Haus gebraucht wird.

Nutzung zur Brauchwassererwärmung oder Heizung

Wärmeenergie kann dafür eingesetzt werden, das im Haus benötigte Wasser zu erwärmen. Ebenfalls möglich ist aber auch eine Heizungsunterstützung. Die Voraussetzungen unterscheiden sich allerdings.

„Wer Solarthermiekollektoren lediglich für die Erwärmung des Brauchwassers nutzen möchte, kommt mit etwa drei bis fünf Quadratmetern Kollektorfläche aus. Das lässt sich in Deutschland auf jedem Haus in jeder Region machen, da die Kollektoren so gut sind, dass bereits diffuses Licht für die entsprechende Leistung ausreicht“, sagt Wolf-Dieter Dötterer vom GIH Bundesverband der Gebäudeenergieberater, Ingenieure, Handwerker. Wer neben der Brauchwassererwärmung außerdem die Heizung über Solarthermie regeln möchte,  sollte schon 12 bis 15 Quadratmeter Fläche vorhalten.

„Ein Energieberater sollte im Vorfeld auf Basis der Region, der Lage des Hauses und Ausrichtung des Dachs errechnen, welche Lösung jeweils auch wirtschaftlich Sinn macht“, rät Dötterer. Einschränkungen könne es geben, wenn die Ausrichtung des Hauses sehr ungünstig sei oder es in einem dunklen Tal stehe.

Optimal ausgerichtet werden die Kollektoren nach Süden, Süd-Osten oder Süd-Westen. Verschattungen durch Bäume sollten vermieden werden. „Die Kollektoren können prinzipiell auf jeder Art von Dach angebracht werden. Üblicherweise überprüft man die Dachkonstruktion aber zuvor, da es wirtschaftlich wenig Sinn macht, Kollektoren zu installieren, wenn zwei oder drei Jahre später eine Dachsanierung ansteht“, sagt Dötterer.

Die Nutzung von Solarthermiekollektoren auf Mehrfamilien- oder Mietshäusern ist übrigens vor allem deshalb unüblich, da die Abrechnung schwierig sei.

Die Pufferspeicher

Ohne Pufferspeicher geht es allerdings nicht. „Sonst kann die Anlage nicht effizient arbeiten, da die gesammelte Energie verloren geht“, erklärt Dötterer. Das sollten Eigenheimbesitzer bedenken. Denn die Speicher benötigen Platz. „Während bei der Nutzungsvariante Brauchwasser für ein Einfamilienhaus rund zwei bis vier Quadratmeter für die Speicher ausreichen, muss man für Heizung und Brauchwasser mit mindestens fünf bis zehn Quadratmetern Fläche rechnen“, sagt der Energieberater. Der genaue Bedarf hängt aber auch von Haushaltsgröße und individuellen Faktoren ab. Die Pufferspeicher enthalten Wasser und sind in der Regel etwa mannshohe und gut isolierte Zylinder mit einem Durchmesser von rund 80 Zentimetern.  

Auch wer die Kollektoren für das Heizen des Hauses nutzen möchte, muss  bedenken, dass er dennoch eine zweite Heizung vorhalten muss. Das ist gesetzlich vorgeschrieben. „Solange genug Energie aus den Kollektoren im Pufferspeicher vorhanden ist, schaltet sich die Heizung aber nicht ein“, sagt Dötterer. Die verschiedenen Wärmesysteme können problemlos miteinander gekoppelt werden.

Die Kollektoren 

Die Lebenserwartung der Kollektoren liegt mittlerweile bei gut 20 bis 30 Jahren. Flachkollektoren gelten als robuster. Röhrenkollektoren erlangen allerdings eine um zehn bis 15 Prozent höhere Ausbeute, da sie aufgrund ihrer Form das Licht besser einfangen. „Röhrenkollektoren kann man heute durchaus empfehlen, da sie immer besser werden und zudem einzeln an das System angeschlossen werden. Selbst wenn mal ein Austausch notwendig wird,  ist dieser also unkompliziert“, so Dötterer.    

Kosten für Solarthermie

Für die Warmwassererwärmung eines durchschnittlichen Einfamilienhauses müssen Immobilienbesitzer rund 3.000 bis 5.000 Euro anlegen. Wer Solarthermie zudem zur Heizungsunterstützung nutzen möchte, muss rund 8.000 bis 10.000 Euro investieren. „Nach oben sind zwar keine Grenzen gesetzt, aber man sollte bei der Planung die Wirtschaftlichkeit genau im Blick behalten“, rät der Energieberater. Denn größer heißt nicht unbedingt auch effizienter.

Fördermöglichkeiten

Immobilienbesitzer müssen die Kosten nicht allein tragen. Im Rahmen der Förderung regenerativer Energien werden Solarthermieanlagen subventioniert. Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) zum Beispiel vergibt für Solarthermieanlagen bis zu einer Größe von 40 Quadratmetern Zuschüsse in Höhe von bis zu 3.600 Euro. Außerdem unterstützt die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) die Anschaffung von Solarkollektoranlagen mit einem günstigen Kredit mit einem effektiven Jahreszins von 1,41 Prozent.

Vorteile von Solarthermieanlagen

  • Solarthermieanlagen können die Trinkwarmwassererwärmung und zusätzlich einen Teil der Raumwärme übernehmen.
  • Sie lassen sich mit allen anderen Heizsystemen kombinieren.
  • Solarthermieanlagen sind ökologisch sinnvoll.
  • Die Kollektoren lassen sich auf nahezu jedes Dach bauen und fast überall effizient nutzen.
  • Sonnenenergie kostet im Gegensatz zu Öl und Gas nichts.
  • Eine Solaranlage liefert in den warmen Monaten meist genug Energie, um den Trinkwarmwasserbedarf eines Hauses zu decken. Sie ersetzen dann die Heizungsanlage.

Nachteile

  • Am Anfang muss investiert werden.
  • Die Pufferspeicher benötigen Platz im Haus. Größere Anlagen zur Heizungsunterstützung eignen sich daher nicht für sehr kleine Häuser.
  • Solaranlagen benötigen immer ein zusätzliches Heizungssystem.