Der Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage liegt im Durchschnitt bei etwa 50%. Das bedeutet, dass etwa die Hälfte der eingestrahlten Sonnenenergie in nutzbare Wärme umgewandelt wird. Bei Vakuumröhrenkollektoren kann dieser Wert deutlich höher ausfallen, da aufgrund der Bauweise und Isolierung die Wärmeverluste geringer sind.
Solarthermie verstehen
Kostenlose Wärme für Warmwasser und Heizung
Solarthermie nutzt die kostenlose Energie der Sonne zum Heizen und zur Warmwasserbereitung - und ist dadurch besonders umweltfreundlich und effizient. Lesen Sie hier, welche Vorteile die Solarthermie mit sich bringt, wie sie funktioniert und welche Produktlösungen es gibt.
Eine Solarthermieanlage wandelt die Sonnenenergie in nutzbare Wärme für Heizung und Warmwasser um. Dafür installieren Sie Solarkollektoren auf Ihrem Dach oder auf anderen geeigneten Flächen, die diese Energie direkt aufnehmen und an ein Speichersystem weiterleiten.
In Deutschland setzen bereits rund 2,6 Millionen Haushalte auf eine Solarheizung. Diese Zahl zeigt, wie etabliert und zukunftsfähig diese Technologie ist. Sie wird zur Unterstützung eines anderen Hauptwärmeerzeugers eingesetzt: Meist ist das ein auf Verbrennung basierendes Gerät wie eine Gas-, Öl- oder Holzheizung. Dank der ergänzenden Solarthermie muss dieses Gerät weniger arbeiten. So schont die Solarthermie die Umwelt und spart Heizkosten.
Solarthermie vs. Photovoltaik
Solarthermieanlagen und Photovoltaik nutzen die Sonne als Energiequelle auf unterschiedliche Weise: Solarthermie erzeugt Wärme, Photovoltaik Strom. Eine Solarthermieanlage dient in der Regel der Warmwasserbereitung und gegebenenfalls zusätzlich der Heizungsunterstützung. Den von der Photovoltaikanlage erzeugten Strom können Sie im eigenen Haushalt nutzen oder in das öffentliche Stromnetz einspeisen.
Haben Sie ausreichend Platz? Dann können Sie auch beide Solaranlagen installieren.
Flachkollektoren
Das Herzstück eines Flachkollektors ist eine große, flache Absorberplatte, meist aus Metall. Diese Platte nimmt die Sonnenstrahlung direkt auf und wandelt sie in Wärme um. Das in den darunterliegenden Rohren zirkulierende Wärmeträgermedium (meist ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel) transportiert die Wärme weiter.
Um den Wirkungsgrad zu maximieren, ist die Platte mit einer selektiven Beschichtung versehen. Dadurch können bis zu 95% der Sonnenenergie in Wärme umgewandelt werden. Zusätzlich ist die Rückseite des Flachkollektors isoliert, um Wärmeverluste zu minimieren.
Flachkollektoren sind robust, witterungsbeständig und daher eine kostengünstige und langlebige Lösung. Allerdings arbeiten sie bei niedrigen Außentemperaturen oder geringer Sonnenstrahlung weniger effizient.
Röhrenkollektoren
Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus mehreren Röhren, die mit einer speziellen Beschichtung versehen sind. Diese Beschichtung sorgt für eine besonders hohe Absorption der Sonnenstrahlung. Jede Röhre ist in ein Vakuum eingebettet, das Wärmeverluste fast vollständig verhindert. Im Inneren der Röhren befindet sich ein Wärmeträgermedium, das die gewonnene Energie weiterleitet.
Aufgrund ihrer Konstruktion arbeiten die Röhrenkollektoren auch bei niedrigen Temperaturen und geringer Sonnenstrahlung sehr effizient. Die runde Form der Röhren sorgt zudem dafür, dass sie über den Tag verteilt mehr Sonnenlicht einfangen können, auch bei flachem Einfallswinkel. Sie sind die ideale Lösung für Regionen mit weniger Sonnenstunden oder für Gebäude mit hohem Wärmebedarf.
Unabhängig vom Kollektortyp fließt die gewonnene Wärme über eine Rohrleitung in einen Wärmespeicher, um von dort aus Ihre Heizung oder Warmwasserversorgung zu versorgen. Damit die Solarthermieanlage im Winter nicht einfriert, befindet sich im Solarkreis eine Frostschutzlösung.
Förderung
Weitere Details zu möglichen Förderungen verrät Ihnen unser Förderkompass.
Solarthermie zur Warmwasserbereitung
Einfache Solaranlagen stellen die Sonnenenergie nur für Warmwasser bereit. Dafür reichen je nach Personenzahl im Haushalt 3,5 bis 8 m2 Sonnenkollektorfläche aus. Zusätzlich ist bei Solarthermie immer ein Speicher sinnvoll. Nur so können Sie die Energie auch in Phasen ohne Sonnenschein effizient nutzen. In dem Wärmespeicher der Solaranlage befindet sich in diesem Fall das Wasser zur Warmwasserbereitung.
Mit einer solchen Anlage sparen Sie bis zu 70% Ihrer Energie für die Warmwasserbereitung ein. Im Sommer reicht die Solarwärme meistens aus und der Heizkessel steht oft still. Wenn die Sonneneinstrahlung ab Herbst weniger wird, springt der Heizkessel verstärkt ein.
Übrigens: Besonders hoch fällt Ihre Einsparung aus, wenn Sie auch die Waschmaschine und den Geschirrspüler an die solare Warmwasserversorgung anschließen.
Solarthermie für Heizung und Warmwasser
Sie möchten mit Solarthermie nicht nur Warmwasser erzeugen, sondern auch heizen? Kein Problem. Eine derartige Solaranlage mit Heizungsunterstützung benötigt in der Regel eine größere Kollektorfläche. Denn nur so kann die Anlage in Jahreszeiten mit weniger Sonneneinstrahlung und größerem Heizbedarf noch genügend Solarenergie einfangen.
Solarthermieanlagen für Heizung und Warmwasser benötigen im Unterschied zur reinen Warmwasser-Solaranlage einen Kombi-Pufferspeicher. Alternativ können Sie sich neben dem Trinkwasserspeicher einen separaten Pufferspeicher, der Heizungswasser enthält, anschaffen. Damit auch diese Anlage die Sonnenenergie für das Warmwasser bereitstellen kann, überträgt beim Zapfen ein Wärmetauscher die Solarwärme auf das Trinkwasser.
06. Tipps für die Installation Ihrer Solarheizung
Sie können die Solarheizung in fast jedem Haus nutzen. Dabei sollten Sie jedoch wichtige Details beachten.
Im besten Fall ist die Dachfläche möglichst nach Süden ausgerichtet und weist eine Neigung von 30 bis 70 Grad auf.
Als Alternative bietet sich auch die Montage der Sonnenkollektoren an der Fassade an. Wenn allerdings Dach und Fassade im Schatten anderer Gebäude oder von hohen Bäumen liegen, ist Solarthermie nicht sinnvoll.
Bei älteren Gebäuden sollten Sie den Denkmalschutz prüfen. Dieser kann Ihnen in einigen Bundesländern einen Strich durch die Rechnung machen. Berücksichtigen Sie zudem den eventuell notwendigen Umbau für die Anbringung der Kollektoren.
Neubauten eignen sich gut für Solarheizungen. Hier werden auch Wärmepumpen, mit denen Sie ganzjährig heizen können, immer beliebter.
Bei Flachdächern sind Aufständerungen der Sonnenkollektoren möglich. Die Ausrichtung der Kollektoren nach Süden gelingt gerade hier problemlos. Je steiler das Dach ist, desto besser kann die Solaranlage die flachstehende Wintersonne einfangen und als Heizungsunterstützung ihren Dienst leisten. Über das gesamte Jahr gesehen ist eine Neigung von circa 40° optimal.
Die Investition in Solarthermie lohnt sich in den meisten Fällen. Bei einer technisch korrekt installierten Solarheizung halten die Kollektoren und der Wärmespeicher über Jahrzehnte. Durch die Einsparung an Heizkosten kann sich die Solarthermie schnell amortisieren.
Dank der lukrativen Förderung geht das zurzeit besonders schnell. Bei kleinen Warmwasser-Solaranlagen ist die Amortisationszeit zwar etwas kürzer, aber dafür spart Solarthermie mit Heizungsunterstützung über die Gesamtlebensdauer mehr Geld ein. So oder so: Es gibt viele Möglichkeiten für viele Bedürfnisse.
09. Häufig gestellte Fragen zur Solarthermie
Ein Warmwasserspeicher nimmt die von der Solaranlage erzeugte Wärme auf und speichert sie in Form von heißem Wasser. Bei Bedarf, zum Beispiel an trüben oder sehr kalten Tagen, kann der Haushalt das Wasser zum Heizen und zur Warmwasserbereitung nutzen. Meist besteht ein Speicher aus mehreren Schichten – mit höheren Temperaturen im oberen Bereich und niedrigeren Temperaturen im unteren Bereich.
Die Sonnenkollektoren wandeln das Sonnenlicht im Winter genauso effizient in Wärme um wie im Sommer. Da die Sonneneinstrahlung im Sommer aber sieben bis achtmal intensiver ist, ernten die Kollektoren im Winter entsprechend weniger Solarwärme. Obwohl die Leistung von Solarthermie in der kalten Jahreszeit nicht zum Heizen ausreicht, ist sie zur Unterstützung der Heizung und Warmwasserbereitung vor allem in den Übergangszeiten sinnvoll.
In den meisten Fällen können Sie Ihre Solarheizung ohne Baugenehmigung installieren. Eine Ausnahme besteht bei denkmalgeschützten Gebäuden. Auch die Aufständerung auf geneigten Dächern (nicht bei Flachdächern) ist genehmigungspflichtig.
Die Größe Ihrer Solarheizung hängt unter anderem davon ab, wie groß der Anteil der Sonnenenergie an Ihrer Wärmeversorgung sein soll. Anlagen mit wenig Kollektorfläche sparen für das Heizen und Warmwasser zwischen 20 und 30% der Heizkosten ein.
Zudem spielt die Dämmung eine große Rolle. Mit 20 m2 Sonnenkollektorfläche kann die Solarheizung bei einem gut gedämmten Gebäude bereits einen Großteil der benötigten Wärme mit Sonnenenergie abdecken. In den wärmeren Sommermonaten kann der Warmwasserbedarf bis zu 100% von der Solarthermieanlage gedeckt werden. Zu beachten ist, dass Sie für größere Kollektorflächen mehr Platz für den Wärmespeicher benötigen.
Auch heute gibt es schon Häuser, die ihre Wärme mit entsprechend großen Solarkollektorflächen und Speichern komplett aus Sonnenenergie gewinnen. Diese Solarheizung bietet sich aber eher im Neubau an, da die notwendigen Umbaumaßnahmen im Bestand sehr umfangreich und teuer wären.
Unsere Empfehlung - der Röhrenkollektor CRK
50 Jahre Erfahrung sind in die Entwicklung und das Design geflossen.