Solarthermie: Solarenergie für Heizung und Warmwasser nutzen

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Bei Heizung und Warmwasser auf Sonnenwärme setzen – das spart Energie ein. Mit einer Solarthermie-Anlage auf dem Dach können Sie einen Teil des Wärmebedarfs im Eigenheim decken.
Auf einem Dach ist ein Solarmodul installiert.
Röhrenkollektor auf einem Schrägdach

Das Wichtigste in Kürze:

  • Mit Solarthermie nutzen Sie die Wärme der Sonnenstrahlen für Warmwasser und Heizung.
  • Förderprogramme erhöhen die Wirtschaftlichkeit einer Solarthermie-Anlage.
  • Solarthermie ist eine umweltfreundliche Energietechnik, die zum Klimaschutz beiträgt.
  • Solarthermie erhöht die Effizienz von Wärmepumpen.
  • PVT-Kollektoren produzieren gleichzeitig Strom und Wärme auf dem Dach.
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Solarthermie – was ist das?

Eine Solarthermie-Anlage liefert Wärme für das Trink- und Duschwasser oder auch zur Unterstützung der Heizung. Thermie ist altgriechisch und heißt "Wärme". Möglich wird das mit Hilfe von flachen oder röhrenförmigen Sonnenkollektoren auf dem Dach, die schwarze Absorberflächen enthalten. Solarthermie-Anlagen sind nicht zu verwechseln mit Photovoltaik-Anlagen. Diese erzeugen elektrischen Strom aus Sonnenlicht mit Solarzellen, die in Modulen zusammengefasst werden.

So funktioniert eine Solarthermie-Anlage

Grafik einer Solartherme-Anlage mit Ziffern

Um weitere Informationen zu erhalten, klicken Sie auf die Ziffern.

Hinweis: Rohrleitungen des Solarkreises sind mit einem Wasser-Glykol-Gemisch gefüllt. Das Glykol dient als Frostschutzmittel, das an kalten Tagen verhindert, dass das Wasser in den Rohrleitungen einfriert. Ähnliche Frostschutzmittel finden sich auch im Kühlwasser für Automotoren.

Grafik: Wagner Solar GmbH

Solarthermie: nur fürs Warmwasser oder auch für die Heizung?

Solarthermie unterstützt in den allermeisten Fällen die vorhandene Heizung. Kleine Solarthermie-Anlagen dienen nur zur Trinkwassererwärmung. Je nach Größe der Anlage und Höhe des Warmwasserverbrauchs können Sie mit so einer Anlage bis zu 70 Prozent der für Warmwasser benötigten Energie aus Sonnenlicht produzieren. Bei einem System für die solare Heizungsunterstützung wird die Solarwärme zusätzlich zum Heizen genutzt.

Typische Größenordnungen einer Solaranlage für ein Einfamilienhaus:

Art Nur Warmwasser Warmwasser und Heizung
Kollektorgröße 3 bis 6 m² 9 bis 20 m²
Speichergröße 250 bis 350 Liter 500 bis 1.500 Liter
Energieeinsparung ca. 400 kWh je m² Kollektor ca. 300 kWh je m² Kollektor
Kosten für nachträglichen Einbau in einen Altbau (Stand Februar 2022) ca. 6.000 bis 10.000 Euro ca. 9.000 bis 17.000 Euro
Günstige Voraussetzungen Zentrale Warmwasserversorgung für mindestens 3 Personen Heizsystem mit niedriger Vorlauftemperatur, z.B. Fußbodenheizung. Wärmebedarf auch in den Übergangszeiten.

Ist mein Dach für Solarthermie geeignet?

Günstig sind unverschattete Süddächer. Auch die Ausrichtung nach Südost und Südwest bringt noch einen guten Ertrag. Bei Ost- oder Westausrichtung verringert sich der Ertrag um etwa ein Viertel. Dächer mit Neigungen von 30 bis 70 Grad sind gut geeignet.

Lohnt sich Solarthermie?

Sehr sinnvoll ist eine Solarthermie-Anlage, wenn Sie die Umwelt entlasten und einen Beitrag zur Energiewende leisten möchten.

Wie viel Energiekosten Sie durch die Anlage einsparen können, hängt von den individuellen Rahmenbedingungen ab wie den Energiepreisen, der Verbrauchssituation, den Gebäudeeigenschaften und der Haustechnik.

Eine 10 m² große Anlage spart jährlich bis zu 4.000 kWh Erdgas ein. Diesen Einsparungen stehen die Beschaffungskosten gegenüber, welche Sie mit Hilfe öffentlicher Fördermittel senken können. Bei steigenden Energiekosten verbessert sich das Ergebnis.

Die Betriebskosten entstehen durch eine regelmäßige Wartung und Kontrolle, wobei unter anderem das Frostschutzmittel geprüft wird. Ferner fallen Kosten für den Pumpenstrom an, Rücklagen für kleinere Reparaturen und eventuell ein höherer Beitrag für die Gebäudeversicherung. 

Die Solarthermie lohnt sich als ergänzende Technologie auch für Wärmepumpen, denn solarthermische Anlagen liefern gerade im Sommer fast vollständig die Energie, die zur Warmwasserbereitung notwendig ist. Die Wärmepumpe kann in dieser Zeit ausgeschaltet bleiben. Das spart Strom und erhöht die Jahresarbeitszahl der Wärmepumpe, denn diese muss für die Warmwasserbereitung hohe Temperaturen von 60°C bereitstellen. Dies führt dazu, dass die Effizienz bzw. die Jahresarbeitszahl einer Wärmepumpe im Sommer sinkt.

Solarthermie oder Photovoltaik: Das sind die Vor- und Nachteile

Gerade bei kleinen Dachflächen besteht eine Flächenkonkurrenz: Die Dachfläche lässt sich entweder für eine Photovoltaik-Anlage zur Stromerzeugung oder für eine Thermie-Anlage zur Wärmeerzeugung nutzen.

Einiges spricht für die Photovoltaik:

  • Die Technik ist einfacher.
  • Stromleitungen sind in aller Regel einfacher zu verlegen als gedämmte, mit Flüssigkeit gefüllte Rohrleitungen.
  • Überschüssige Solarenergie, z.B. während der Urlaubszeit oder wenn die Kinder später einmal aus dem Haus sind, kann verkauft werden.
  • Es ist keine Überhitzung im Sommer möglich (das Problem wird bei richtig ausgelegten Thermie-Anlagen allerdings beherrscht).
  • Eine PV-Anlage ist einfach erweiterbar.
  • Sie kann einen Teil des Wärmepumpenstroms liefern.


Für Thermie-Anlagen spricht:

  • Sie leistet einen Beitrag zum Umweltschutz, weil fossile Brennstoffe eingespart werden.
  • Bei stark steigenden Energiepreisen oder Inflation steigt der Kostensparvorteil. (Bei Photovoltaik-Anlagen bleibt die Einspeisevergütung hingegen fix.)
  • Der Energieertrag je Quadratmeter ist höher als bei Photovoltaik.
  • Vakuum-Röhrenkollektoren (besonders zur Heizungsunterstützung) können auch an der Hauswand angebracht werden.

Wer genug Platz und Geld hat, kann natürlich auch beides umsetzen: Warmwasseranlagen benötigen nur wenig Fläche. Eine Alternative ist die Installation einer PVT-Anlage.

PVT: Photovoltaik und Solarthermie kombiniert

Mittlerweile sind am Markt auch Kollektoren verfügbar, die aus Sonnenlicht gleichzeitig Strom und Wärme produzieren. Diese Kollektoren werden als PVT-Kollektoren bezeichnet. Sie bieten im Vergleich zu solarthermischen Anlagen oder Photovoltaikanlagen mehrere Vorteile, besonders wenn sie mit einer Sole-Wasser-Wärmepumpe kombiniert werden.

  • Sie müssen keine Entscheidung darüber treffen werden, ob Solarthermie oder Photovoltaik auf das Dach montiert wird (keine Flächenkonkurrenz zwischen Strom und Wärme).
  • PVT-Anlagen arbeiten je Quadratmeter effizienter als jeweils eine solarthermische oder eine Photovoltaikanlage vergleichbarer Größe.
  • Einige PVT-Kollektoren machen zusätzlich auch die Außenluft für eine Sole-Wasser-Wärmepumpe als Wärmequelle verfügbar.
  • Eine PVT-Wärmepumpen-Anlage arbeitet deutlich leiser als eine Luft-Wasser-Wärmepumpe.

 

Die Kosten von PVT-Kollektoren liegen im Bereich von 2.500 € je kWp. Die Kosten für die Wärmepumpen kommen noch hinzu. Allerdings können PVT-Anlagen im Gegensatz zu einer Photovoltaik-Anlage zum Teil durch die Bundesförderung Effiziente Gebäude (BEG) mit Zuschüssen gefördert werden.

Außerdem kann der überschüssige Stromertrag verkauft werden und wird dann nach dem Erneuerbaren-Energien-Gesetz (EEG) vergütet. Dadurch und durch den Eigenverbrauch des produzierten Stroms im Haus refinanzieren sich die PVT-Kollektoren zum Teil selbst.

Solarthermie: Worauf muss ich bei der Planung und beim Bau achten?

Wichtig ist vorher abzuschätzen, wie viel Wärme Sie überhaupt verbrauchen. Anhand dieser Zahlen sollten Sie die Anlage lieber etwas zu klein als zu groß planen. Falls Sie eine Gasheizung besitzen, erhalten Sie gute Anhaltswerte, wenn sie regelmäßig den Gaszählerstand ablesen – gerade auch im Sommer.

Vakuum-Röhrenkollektoren brauchen etwas weniger Platz und können etwas höhere Temperaturen erreichen. Allerdings sind Vakuum-Kollektoren auch teurer. Welcher Kollektortyp für Sie in Frage kommt, hängt oft davon ab, wo Sie die Kollektoren anbringen möchten, wie viel Fläche zur Verfügung steht und welche baulichen Gegebenheiten vorliegen.

Überprüfen Sie bei dieser Gelegenheit, ob das Dach ausreichend gedämmt ist, ansonsten kann die Dachdämmung als erster Schritt sinnvoller und wichtiger sein.

Bei einem Flachdach eines bereits bestehenden Gebäudes sollten Sie klären lassen, ob sich Ihr Dach für eine Nachrüstung mit Solarthermie (oder auch mit Solarstrom) eignet. Dabei sollten Sie die Statik und Regenwasserdichtheit des Daches sorgfältig prüfen lassen.

Die Leitungen vom Dach zum Speicher sollten möglichst kurz und möglichst gut gedämmt sein. Die Wärmedämmung der Leitungen muss auch hohe Temperaturen von über 100 Grad Celsius verkraften, und im Freien wetter- und UV-beständig sein. Die Speicher und die Speicheranschlüsse sind ebenfalls sehr gut zu dämmen.

Ganz unabhängig von einer Solaranlage können Sie Energie einsparen, wenn Sie die Warmwasserverteilung und die Heizung optimieren.

Es ist wichtig, die Erträge, also die durch die solarthermische Anlage produzierte Menge an Wärme, regelmäßig zu erfassen und zu kontrollieren. Lassen Sie daher auch einen Wärmemengenzähler in den Solarkreis der Anlage installieren.

Waschmaschine oder Spülmaschine an Warmwasser anschließen: Vertrackter als oft gedacht

Viele Verbraucher:innen hoffen, mit dem von der Sonne "kostenlos" erwärmten Wasser die Spül- oder Waschmaschine preisgünstig betreiben zu können. Allerdings müssen Sie hier eine Reihe von Dingen bedenken. So kann es sein, dass das Wasserventil in der Maschine öffnet, dann erst abgekühltes Wasser aus der Leitung einfließt und das Ventil schon wieder schließt, bevor nennenswert warmes Wasser eingeflossen ist. Die Wassermengen sind bei modernen Maschinen ohnehin gering.

Im 30 Grad-Waschprogramm sollte die Wäsche vor zu heißem Wasser geschützt werden, das direkt aus der Thermie-Anlage kommt. Dies ist mit einem speziellen Vorschaltgerät zur Temperaturbegrenzung möglich, das jedoch bei jedem Waschgang richtig eingestellt werden muss.

Solch ein Vorschaltgerät kann entfallen, wenn Sie eine teure Waschmaschine mit eigenem Warmwasseranschluss haben. Bei Spülmaschinen ist das Ganze etwas einfacher, allerdings muss deren „Kaltwasseranschluss“ für die hohen Temperaturen auch zugelassen sein.


Informationen zur Förderung von Solarthermie-Anlagen finden Sie in diesem Beitrag

Wichtig: Nach den neuen Vorgaben der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) kann der Förderantrag beim Heizungstausch erst nach Abschluss eines Liefer- und Leistungsvertrages gestellt werden. Dieser muss aber eine Ausstiegsklausel enthalten, für den Fall, dass die Förderung nicht bewilligt wird.

Tipps:

  • Falls Sie ohnehin eine neue Heizungsanlage oder einen neuen Warmwasserspeicher benötigen, sollten Sie darüber nachdenken, ob Sie gleich eine Solarthermie-Anlage in Ihr System integrieren möchten. Die Kosten sind dann geringer als bei einer nachträglichen Installation.
  • Muss Ihr Dach neu eingedeckt werden, können Sie die Montagekosten für eine solarthermische Anlage sparen, wenn Sie diese gleichzeitig montieren lassen.
  • Die Anlage sollte nicht größer als nötig sein. Denn die Wirtschaftlichkeit einer Solarthermie-Anlage hängt entscheidend davon ab, ob Wärmebedarf und Anlagengröße im richtigen Verhältnis zueinander stehen.

Was tun, wenn die Solaranlage nicht optimal läuft?

Haben Sie in den Sommermonaten nicht genug warmes Wasser? Die Anlage gibt Geräusche von sich? Sie wird zu heiß? Wasser und Dampf strömen aus? Die Erträge der Anlage nehmen ab? Dann läuft Ihre Anlage offensichtlich nicht optimal. Meist sind länger anhaltende Probleme auf Fehler in der Planung oder bei der Montage sowie auf fehlende Wartung zurückzuführen. Auch Luft im Solarkreis kann für Störungen im Betriebsablauf sorgen.

Wo der Fehler liegt und wie er sich beheben lässt, müssen Fachleute vor Ort klären. Dafür sollten Sie die Hilfe eines Solarfachbetriebs oder von Installateur:innen anfordern. Weitere Informationen zu Kosten und Nutzen, Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen einer Solarthermie-Anlage finden Sie im Ratgeber "Heizung" sowie im Ratgeber "Strom und Wärme: Wege zum energieautarken Haus".

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