Solarthermie

Was ist Solarthermie?

Solarthermie gehört zu den Erneuerbaren Energien und bezeichnet die Gewinnung von Warmwasser durch die Umwandlung von Sonnenenergie. Solarthermieanlagen produzieren mit Hilfe so genannter Sonnenkollektoren Wärme und nutzen diese dann zur Bereitstellung von Warmwasser oder auch zur Heizungsunterstützung. Auf diese Weise lassen sich fossile Brennstoffe und somit auch Heizkosten einsparen.

Wie funktioniert Solarthermie?

Bei der Solarthermie werden Sonnenstrahlen in nutzbare Energie umgewandelt. Aber wie genau funktioniert das? Die Sonneneinstrahlung auf die Erde erfolgt in Form von elektromagnetischen Wellen. Diese können absorbiert und so in thermische Energie umgewandelt werden. Dies geschieht, indem die Sonnenwärme innerhalb des Kollektors an die Solarflüssigkeit bzw. Wärmeträgerflüssigkeit weitergeleitet wird. Diese Flüssigkeit besteht in der Regel aus Wasser und Frostschutzmittel. Durch ein Röhrensystem gelangt die Wärme anschließend in einen Speicher, in dem ein Wärmeaustausch stattfindet.  Die solarthermische Energie der Trägerflüssigkeit wird  dann auf das Trinkwasser und/oder Heizungswasser übertragen.

Verschiedene Arten von Solar-kollektoren

Das Prinzip ist bei allen Solarkollektoren ähnlich, es existiert eine Absorberfläche, – meist Aluminium oder Blech – die die Sonnenstrahlung einfängt, um die Wärme dann optimal an die Wärmeträgerflüssigkeit abzugeben. Allerdings unterscheiden sich die Solarkollektoren hinsichtlich ihrer Bau- und Funktionsweise:

Flachkollektoren:
Flachkollektoren arbeiten bei einer durchschnittlichen Temperatur von 80 Grad und bündeln das Licht nicht, sondern erwärmen direkt eine wärmeabsorbierende Fläche. Der Einsatz von Flachkollektoren erfolgt meist nur bei Anlagen zur Warmwasserbereitung, der Wirkungsgrad ist dementsprechend gering bei allerdings überschaubaren Kosten.

Vakuumröhrenkollektoren:
Vakuumröhrenkollektoren arbeiten bis zu einer Betriebstemperatur von 150 Grad und können Reflektoren enthalten, die die Temperatur im Wärmeträgermedium schneller steigen lassen, sodass die Energie schneller genutzt werden kann. Röhrenkollektoren bestehen aus Glasrohren, in denen ein Vakuum herrscht – ähnlich einer Thermoskanne. Falls eine einzelne Röhre undicht wird, kann sie in der Regel einzeln ausgetauscht werden. Vakuumröhrenkollektoren haben einen höheren Wirkungsgrad als Flachkollektoren und können somit auch gut zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Aufgrund der höheren Temperatur sind diese Kollektoren energetisch besser nutzbar, allerdings in der Anschaffung auch deutlich teurer als Flachkollektoren.

Förderung

Der Kauf von Solarthermieanlagen wird in Deutschland durch verschiedene Organisationen gefördert. Neben den hier dargestellten Förderungen durch das BAFA und der KfW gibt es auch Angebote durch die Deutsche Kreditbank, verschiedene Kommunen und Bundesländer sowie vereinzelt auch durch Energieversorgungsunternehmen.

 

Förderung durchVoraussetzungKonditionen / Höhe der Förderung
Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA)Förderung durch BAFA
  • Nur für Bestandsbauten
  • Anlagen sollten bestenfalls zur kombinierten Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung genutzt werden
  • Bis zu 2.000€ bzw. 140 €/ m²
KfWFörderung durch KfW

  • Energieeffizientes Bauen
  • Bei besonders effizienten Häusern können zinsgünstige Darlehen bis zu 50.000 pro Wohneinheit und ein Tilgungszuschuss beantragt werden
  • Energieeffizient Sanieren
  • Förderung von Sanierungsmaßnahmen (Anschluss von Solarthermieanlagen) bis zu 75.000€/Wohneinheit
  • Erneuerbare Energien Premium
  • Für Wohngebäude mit mindestens 3 Wohnungen werden Solarthermieanlagen gefördert, die größer als 40m² sind. Es gibt zinsgünstige Kredite, tilgungsfreie Anfangsjahre und Tilgungszuschüsse.

 

 

 

Montage und Ausrichtung

Auf geneigten Dächern kommt entweder die Aufdachmontage oder die Indachmontage zum Einsatz. Die Aufdachmontage ist die einfachere und preiswertere und lohnt sich besonders bei der Nachrüstung eines Hauses. Die Indachmontage ist beim Neubau eines Hauses zu empfehlen, da sich hier direkt Kostenvorteile ergeben. Generell ist für beide Varianten keine Baugenehmigung notwendig.

Bei Flachdächern ist eine Aufständerung von Solarkollektoren erforderlich. Durch das auf dem Dach montierte schräge Gestell weisen die Kollektoren eine optimale Ausrichtung und Neigung auf. Ein großer Vorteil liegt hier sicherlich in der Tatsache, dass diese Art der Installation einen selbstreinigenden Effekt durch ablaufenden Regen hat. Im Vergleich zu Aufdach- bzw. Indachmontagen ist aber möglicherweise eine Baugenehmigung erforderlich. Eine einheitliche bundesweite Regelung hierzu gibt es aber nicht.

Die optimale Ausrichtung des Dachs weist nach Süden. Die optimale Dachneigung beträgt für eine Solarthermie Anlage zur Warmwasserbereitung 30 bis 50 Grad, für eine Anlage mit Heizunterstützung 45 bis 70 Grad. Das liegt daran, dass Anlagen, die ausschließlich der Warmwasserbereitung dienen, im Sommer den größten Teil ihres jährlichen Energiebetrages erzielen, während hingegen Anlagen mit Heizunterstützung im Frühjahr und Herbst besonders viel Energie liefern.

Solarthermie – Ihre Vorteile auf einen Blick

  • Keine bzw. kaum Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen
  • Umweltfreundliche Wärmegewinnung
  • Verringerung Ihrer Heizenergie
  • Senkung der laufenden Kosten für die Energieversorgung

FAQ – Häufige Fragen zur Solarthermie

Ist mein Haus bzw. Dach für eine Solarthermie Anlage geeignet?
Aufgrund der verschiedenen Montagemöglichkeiten kann eine Solarthermieanlage nahezu auf jedem Haus installiert werden.

Wie hoch ist die Lebensdauer einer Solarthermie Anlage?
Generell kann die Lebensdauer bis zu 20 Jahren betragen, sie ist allerdings abhängig von z.B. extremen Wetterbedingungen, plötzlichen Schadensereignissen und der regelmäßigen Wartung und fachgerechter Montage.

Lässt sich der Warmwasserbedarf durch eine Solarthermie Anlage abdecken?
Üblicherweise wird eine Solarthermieanlage so dimensioniert, dass sie ca. 60% des Warmwasserbedarfs abdeckt. Hierbei handelt es sich um einen Mittelwert über das ganze Jahr.

Lohnt sich die Installation einer Solarthermieanlage?
Aus ökologischer Sicht heraus ist die Installation einer Solarthermieanlage auf jeden Fall sinnvoll. Für eine differenzierte Aussage müssen die eigenen Energiekosten in die Betrachtung mit einbezogen werden.

Funktioniert Solarthermie auch im Winter?
Solarthermie funktioniert immer, wenn Sonnenstrahlen auf den Kollektor treffen – ganz egal ob im Winter oder im Sommer. Besonders senkrechte Fassadenanlagen können im Winter gute Erträge erzielen, da die Wintersonne sehr flach über dem Horizont steht.

Wie hoch sind die Kosten für Wartung und Betrieb der Solarthermie Anlage?
Als grober Richtwert können für Wartung und Betrieb 1,5% der Anschaffungskosten angesetzt werden.

Für welche Gebäudetypen eignet sich eine Solarthermieanlage?
Technisch gesehen gibt es hier keine Einschränkungen.

Kann eine Solarthermieanlage nachgerüstet werden?
Das einzige Ausschlusskriterium für eine Nachrüstung sind Heizungen, die nicht Wasser als Wärmeträger verwenden.

Kann ich meine Solarthermieanlage selbst bauen?
Ja, generell ist es auch möglich, die Solarthermieanlage selbst zu bauen. Allerdings wird die fachgerechte Montage empfohlen.

Solarthermie oder Photovoltaik?
Bei dieser Entscheidung kommt es auf Ihre Zielsetzung an. Solarthermie ist eine einfache Technologie um mithilfe der Sonne Wasser zu erhitzen, während Photovoltaikanalagen die Sonne in Strom umwandeln.

Brauche ich Solarmodule oder Sonnenkollektoren ?
Sie brauchen Sonnenkollektoren bzw. Solarkollektoren. Der Unterschied zu Solarmodulen besteht darin, dass Solarmodule die Sonnenenergie mithilfe des photoelektrischen Effekts in Strom umwandeln, während Solarkollektoren durch Absorption Wärme aus Sonnenenergie erzeugen.

Benötige ich eine Baugenehmigung für meine Solarthermie-Anlage?
Für eine Aufdach- bzw. Indachmontage ist generell keine Baugenehmigung nötig. Anders sieht es bei Flachdächern aus – hier gib es keine einheitliche bundesweite Regelung.

Wie groß ist der Nutzen für die Umwelt?
Der größte Nutzen für die Umwelt besteht darin, dass kein klimaschädigendes CO2 emittiert wird, da es sich bei der Nutzung von Solarthermieanlagen nicht um einen Verbrennungsprozess handelt.

Ich fahre in Urlaub. Was muss ich bei der Solarthermieanlage beachten?
Nichts. Die Anlage ist eigensicher und schaltet die Solarkreispumpe auch bei anhaltender Sonneneinstrahlung nicht ein, falls der Speicher voll sein sollte.

Kann ein Baum bzw. dessen Schatten zum Problem für meine Solarthermieanlage werden?
Bei einer lang andauernden, starken Verschattung durch einen großen Baum ist der Einsatz von Solarthermieanlagen nicht zu empfehlen.

Welche weiteren Einsatzmöglichkeiten gibt es noch für die Solarthermie?
Neben der Wassererwärmung und der Heizungsunterstützung kann Solarthermie beispielsweise auch zur Schwimmbadwassererwärmung genutzt werden – sei es im kommunalen Freibad oder im privaten Pool daheim.

Wo finde ich Fachbetriebe für Solarthermie und Solaranlagen?

Eine Übersicht über Fachbetriebe in Ihrer Nähe finden Sie hier.