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Solaranlage – Solarthermieanlage – Solarthermie: Wärme durch Sonnenenergie

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Neben der Photovoltaik zur Stromgewinnung ist die Solarthermie das zweite große Feld, um aus der Sonne Energie, hier in Form von Wärme, zu gewinnen. Diese Methode ist uralt und wurde schon von vielen Generationen in der Menschheitsgeschichte für unterschiedliche Zwecke verwendet. Seit einigen Jahren – der Energiewende sei Dank – wird die Sonnenenergie immer stärker in den Mittelpunkt für die umweltfreundliche Energiegewinnung gesetzt. Auf immer mehr Häusern bzw. Hausdächern sieht man bereits Photovoltaik- sowie Solarthermieanlagen. Auf dieser Seite möchten wir Sie mit allen Informationen versorgen, die Sie rund um das Thema Solarthermie sowie die Installation einer Solarthermieanlage wissen müssen.

Einsatzgebiete für Solarthermie

Die Solarthermie, also aus der Sonnenenergie gewonnene Wärme, kann im Haushalt für verschiedene Bereiche genutzt werden. Gängig sind die Warmwasserzubereitung sowie die Heizungsunterstützung.

Beginnen wir mit der Warmwasserzubereitung. Diese Form der Nutzung der Sonnenenergie wird schon sehr lange genutzt, wenn auch früher in einfacher Form. Heute ist dies dank moderner Solarthermieanlagen deutlich einfacher und vor allem auch effizienter möglich. Hierbei wird das Wasser für den Hausgebrauch durch eine Solarthermieanlage erwärmt. Dies spart Energie, da auf diese Weise andere Geräte (z. B. Boiler, Heizkessel) weniger oder (je nach aktueller Wetterlage und Effizienz der Solarthermieanlage) gar nicht eingesetzt werden müssen. Allerdings kann Warmwasser eben nicht das ganze Jahr und jeden Tag durch Solarthermie generiert werden, weshalb es nur eine Unterstützung zu gängigen anderen Methoden darstellt. Auf diese Weise lässt sich aber einiges an Energie und damit Geld sparen, sodass sich die Solarthermieanlage im Laufe der Zeit amortisiert.

Auch bei der Heizunterstützung ist die Solarthermieanlage nur eine Ergänzung zu konventionellen Heizmethoden. Wirklich sinnvoll genutzt werden kann die Heizunterstützung durch Solarthermie allerdings nur in den Übergangsmonaten vor und nach dem Sommer (März, April, Mai sowie September und Oktober). In dieser Zeit besteht in der Regel ein Raumwärmebedarf und die Sonne liefert genug Energie, während im Sommer meist eher eine Kühlung notwendig wäre. Je nach Art des Hauses liegt die Abdeckung der durch Solarthermie gewonnenen Heizleistung meist bei älteren Gebäuden bei nicht mehr als 30 Prozent. Dann kann aber in der bereits erwähnten Übergangszeit unter Umständen auf den Betrieb des Heizkessels verzichtet werden. Bei Niedrigenergie- oder Passivhäusern liegt der Anteil in der Regel höher. Bei sogenannten Sonnenhäusern kann die Heizunterstützung sogar zu 100 Prozent der Heizleistung reichen.

Auch eine Kombination aus Warmwasserzubereitung und Unterstützung der Raumheizung ist mit einer Solarthermieanlage möglich. In diesem Fall muss der Speicher so ausgelegt sein, dass er für beide Zwecke warmes Wasser zur Verfügung stellen kann. Diese Kombispeicher gibt es in verschiedenen Ausführungen, z. B. als Tank-in-Tank-Speicher oder Pufferspeicher mit internem Wärmeüberträger für die Trinkwassererwärmung (Durchflussprinzip) bzw. mit externer Frischwasserstation. Sollte die Solarenergie nicht ausreichen, wird durch den vorhandenen Heizkessel automatisch nachgeheizt.

Aufbau einer Solarthermieanlage

Die Funktionsweise einer Solarthermieanlage ist in der Regel immer sehr ähnlich. Ein Wärmeträger, entweder Wasser, Luft oder Öl bzw. eine spezielle Wärmeträgerflüssigkeit, wird durch Kollektoren befördert. Hierfür wird je nach Wärmeträger eine Pumpe (bei Flüssigkeiten) oder ein Ventilator (bei Luft) verwendet. Die Kollektoren gibt es in unterschiedlichen Formen, die wir Ihnen auf dieser Seite aufzeigen. Prinzipiell sind sie aber immer so gebaut, dass der Wärmeträger durch die direkte Sonneneinstrahlung im Zusammenspiel mit dem Absorber erhitzt wird. Anschließend fließt bzw. strömt der Wärmeträger in der Regel in einen Speicher, der die Wärme bzw. das Warmwasser speichert. Von dort aus wird es dann je nach Bedarf verwendet, z. B. zum warmen Duschen (Warmwasserzubereitung) oder um die Wohnräume zu heizen (Heizunterstützung).

Wie Sie sehen, ist der Aufbau einer Solarthermieanlage eigentlich recht einfach gehalten. Photovoltaikanlagen sind komplexer und auch teurer. Auf die Kosten gehen wir aber weiter unten noch genauer ein. Entscheidend ist neben der Intensität der Sonneneinstrahlung der Wirkungsgrad der Kollektoren, der dafür entscheidend ist, um wie viel Grad Celsius der Wärmeträger erhitzt werden kann. Möchten Sie ein autarkes System, kann die erforderliche Pumpe oder der Ventilator, der den Wärmeträger durch den Kollektor befördert, mit Strom aus Photovoltaik versorgt werden. Es gibt unter anderem kombinierte Kollektoren, die sowohl Wärme als auch Strom erzeugen. Auch über diese speziellen Kollektoren erfahren Sie hier weitere Informationen.

Voraussetzungen für eine Solarthermieanlage

Bevor Sie sich mit den Kosten und der Installation einer Solarthermieanlage beschäftigen, sollte zunächst geklärt werden, ob alle erforderlichen Voraussetzungen gegeben sind, um eine Solarthermieanlage sinnvoll und wirtschaftlich einsetzen zu können. Prinzipiell eignet sich nahezu jedes Haus für die Installation einer Solarthermieanlage eignet. Selbst bei einer nicht optimalen Ausrichtung können Sie mit einer Solarthermieanlage Wärme gewinnen, z. B. um Warmwasser zu erzeugen.

Allerdings spielen die Ausrichtung sowie die Neigung des Daches natürlich eine wichtige Rolle bei der Auslegung und der Effizienz der Kollektoren. Ideal ist auch bei einer Solarthermieanlage, genauso wie bei einer Photovoltaikanlage, eine Ausrichtung gen Süden, notfalls auch Südost oder Südwest. Zudem ist ein Schrägdach besser geeignet als ein Flachdach. Der optimale Neigungswinkel. der Kollektoren für den Betrieb einer so genannten Kombianlage liegt zwischen 40 und 70 Grad. Je größer der Neigungswinkel ist, desto besser kann die Sonnenenergie gerade in den Übergangzeiten Frühjahr und Herbst genutzt werden. Denn dann steht die Sonne noch nicht so hoch am Himmel, wie es im Sommer der Fall ist. Außerdem sollte natürlich möglichst kein Schatten auf der Dachfläche, die Sie für die Installation einer Solarthermieanlage nutzen möchten, liegen.

Wichtig ist natürlich auch, dass das Dach natürlich stabil genug sein muss, um die Last der Anlage zu tragen (in der Regel kein Problem), und ausreichend Fläche zur Verfügung stellt, die nicht durch Erker oder andere Dinge verbaut ist. Für eine Solarthermieanlage für die Trinkwassererwärmung sollten bei einem Einfamilienhaus mindestens 5 Quadratmeter unbeschattete, zusammenhängende Dachfläche zur Verfügung stehen. Ist eine Dachmontage nicht möglich, bleibt noch immer die Möglichkeit, die Solarkollektoren an der Fassade anzubringen. Möchten Sie zudem die solarthermische Anlage auch noch für die Heizungsunterstützung verwenden, muss mit etwa der doppelten Dachfläche kalkuliert werden. Dies hängt aber natürlich auch von der Personenzahl sowie der entsprechenden Dimensionierung und dem Wirkungsgrad der jeweiligen Anlage ab.

Planung einer solarthermischen Anlage

Haben Sie sich grundlegend für den Kauf und die Installation einer Solarthermieanlage entschieden und erfüllt Ihr Haus die grundlegenden Voraussetzungen, die wir im vorherigen Abschnitt dargelegt haben, geht es an die genauere Planung. Hierbei geht es zunächst einmal um die Entscheidung, ob die neue Solarthermie für die Warmwasseraufbereitung, für die Heizunterstützung oder für beide Aufgabengebiete genutzt werden soll. Dementsprechend müssen Sie sich dann für die entsprechenden Kollektoren sowie den Wärmespeicher entscheiden. Ein Fachmann berät Sie gerne und unterbreitet Ihnen ein Angebot.

Ebenfalls mit ihm besprechen sollten Sie dann die Dimension, die die Solarthermieanlage haben muss, damit sie für Ihre Bedürfnisse ideal zugeschnitten ist. Hierfür gilt es zunächst Ihren Bedarf zu ermitteln. Eine gut dimensionierte solarthermische Anlage kann den Jahresbedarf an warmem Wasser eines durchschnittlichen Haushaltes zu etwa 60 Prozent decken. Diesen Wert sollten Sie versuchen zu erreichen oder idealerweise sogar zu übertreffen. In den Sommermonaten kann die Warmwasserzubereitung in der Regel komplett von der Solarthermieanlage abdeckt werden. Hierfür entscheidend sind die korrekte Auslegung und die bedarfsgerechte Dimensionierung der Anlage. Die Größe des Kollektorfeldes sowie des Speichers richten sich hierbei nach dem tatsächlichen Warmwasserbedarf. Dieser kann von Haushalt zu Haushalt unterschiedlich ausfallen. Daher sollten Sie sich die letzten Abrechnungen anschauen, um herauszufinden, wie viel Warmwasser Sie wirklich verbraucht haben. Als Faustformel können Sie wie folgt rechnen: pro Person im Haushalt eine Kollektorfläche von 1,5 Quadratmetern bei Flachkollektoren bzw. 1 Quadratmeter bei Röhrenkollektoren.

Möchten Sie neben der Warmwasseraufbereitung auch noch eine solare Heizungsunterstützung, verdoppelt sich die Kollektorfläche. Die Speichergröße sollte mit ca. 80 Litern pro Person für Warmwasser gewählt werden. Möchten Sie einen Kombispeicher für Warmwasser und Heizung, empfiehlt es sich, 60 Liter Puffervolumen pro Quadratmeter Kollektorfläche für Flach- und 80 Liter pro Quadratmeter Kollektorfläche für Vakuum-Röhrenkollektoren anzusetzen.

Der dritte Punkt, den Sie bei der Planung berücksichtigen sollten, sind die Kosten. Diese variieren natürlich von Anlage zu Anlage, je nachdem, wie groß diese ist und welche Leistung sie erbringen soll. Auf den Punkt der Kosten für eine Solarthermieanlage gehen wir im folgenden Abschnitt genauer ein.

Mit diesen Kosten müssen Sie ungefähr rechnen

Einer der wichtigen Fakten – wenn Sie den Betrieb einer Solarthermieanlage nicht nur aus ökologischen Gründen umsetzen wollen – sind die Kosten für die Anschaffung einer solchen Anlage. Hierbei spielt nicht nur die Wirtschaftlichkeit der solarthermischen Anlage eine Rolle, sondern auch die Höhe der Ausgaben. Schließlich ist entscheidend, ob Sie das erforderliche Budget zur Verfügung haben und für den Kauf einer Solarthermieanlage ausgeben möchten oder alternativ einen Kredit in der entsprechenden Höhe aufnehmen wollen.

Prinzipiell hängen die Kosten für die Installation natürlich von verschiedenen Punkten wie der Größe und Leistungsfähigkeit der Anlage ab. Daher können wir Ihnen verständlicherweise keine konkreten Zahlen über die Kosten nennen. Diese erhalten Sie nur, wenn Sie sich ein konkretes Angebot von einem Fachbetrieb für Solartechnik für Ihr Haus und Ihre Wünsche unterbreiten lassen. Wir können Ihnen aber zumindest einen groben Überblick über die Kosten geben, mit denen Sie für den Kauf und den Aufbau einer solarthermischen Anlage rechnen müssen.

Die durchschnittlichen Investitionskosten für eine solarthermische Anlage ausschließlich für die Trinkwassererwärmung für einen 4-Personen-Haushalt liegen in der Regel zwischen 4.000 und 6.000 Euro. Diese Preise sind inkl. Montage sowie der Mehrwertsteuer, also brutto. Natürlich können sich die Kosten regional etwas unterscheiden, hängen aber in erster Linie von der Größe und Kollektorwahl ab. Generell gilt, dass die nicht ganz so effektiven Flachkollektoren pro Quadratmeter preislich günstiger sind als die teureren, dafür aber auch effektiveren Röhrenkollektoren. Weitere Informationen zu den unterschiedlichen Kollektoren finden Sie auf dieser Seite.

Möchten Sie eine Solarthermieanlage installieren, die neben der Warmwasserzubereitung auch zur Heizungsunterstützung dient, liegen die Investitionskosten für einen 4-Personen-Haushalt bei durchschnittlich 8.000 bis 12.000 Euro. Allgemein sind die Kosten für Solartechnik in den vergangenen Jahren stetig gefallen und werden wohl auch noch weiter sinken. Denn der Markt ist nach wie vor stark in Bewegung. Die Forschung sucht stetig nach neuen und kostengünstigeren Materialien, um z.B. im Kollektorbereich das recht teure Kupfer zu ersetzen sowie um für die Speicherung von Solarwärme effizientere Materialien zu nutzen.

Beachten Sie, dass Sie unter Umständen Anspruch auf staatliche Fördermittel haben. In Österreich gelten allerdings für die Solarthermie grundsätzlich andere Förderregeln als für die Photovoltaik. Informieren Sie sich beim Bund oder Ihrer Gemeinde, ob aktuell eine Förderung von Solarthermieanlagen möglich ist. Ist dies der Fall, verringern sich die Investitionskosten um den Förderbetrag. Zusätzlich können Sie auch einen Kredit aufnehmen. Informieren Sie sich diesbezüglich bei Ihrer Bank bzw. mehreren Banken, ob diese spezielle Angebote für die Kreditfinanzierung von Solarthermieanlagen haben. Oft werden nur Photovoltaikanlagen mit speziellen Solarkrediten bedient. Informieren und nachfragen schadet aber auf jeden Fall nichts. Alternativ können Sie mit den entsprechenden Kollektoren auch eine kombinierte Anlage aus Photovoltaik und Solarthermie installieren. Dann ist das Investitionsvolumen zwar höher, aber Sie haben auch bessere Chancen auf eine Förderung und einen Solarkredit. Zudem sparen Sie dann über die nächsten Jahre noch mehr Energie und damit Geld, da Sie Ihren eigenen Strom produzieren und mit einem Solarstromspeicher auch lagern können.

Die Wirtschaftlichkeit einer Solarthermieanlage

Die Berechnung der Wirtschaftlichkeit einer Solarthermieanlage ist nicht so einfach, da viele Faktoren ins Gewicht fallen. Daher können generell keine allgemeingültigen Angaben gemacht werden, sondern die Wirtschaftlichkeit muss in jedem einzelnen Fall individuell berechnet werden.

Entscheidend für die Ermittlung der Wirtschaftlichkeit sind primär zwei Punkte: auf der einen Seite die Anschaffungskosten sowie laufenden Kosten für die Solarthermieanlage samt Speicher und auf der anderen Seite die Höhe der Ersparnis an Energiekosten. Eine ungefähre Schätzung der Kosten haben wir weiter oben bereits aufgeführt. Die genaue Höhe ist von verschiedenen Faktoren wie der benötigten Größe abhängig. Je mehr Warmwasserbedarf Sie haben, desto größer müssen die Kollektoren sowie der Speicher dimensioniert sein. Dies treibt natürlich auch die Kosten in die Höhe.

Auf der anderen Seite sparen Sie Geld für Energie. Planen Sie nur eine solarthermische Anlage für die Warmwasserzubereitung, sparen Sie Energie für die Warmwasseraufbereitung. Ist die Anlage richtig dimensioniert – sprechen Sie hierfür am besten mit einem Fachmann, der Ihnen ein konkretes Angebot machen kann – sollten Sie um die 60 Prozent der kompletten Warmwasserzubereitung über die Solarthermieanlage erreichen können. Somit sparen Sie rund 60 Prozent der Kosten, die Sie aktuell hierfür ausgeben. Bei einer Heizunterstützung ist es schon schwieriger, hier pauschale Angaben zu machen, da dies auch von der Beschaffenheit Ihres Hauses abhängt. Haben Sie ein älteres Haus, rechnen Sie mit maximal 30 Prozent. Handelt es sich um ein Niedrigenergiehaus oder Passivhaus, können auch 50 Prozent oder mehr des Heizbedarfes eingespart werden.

Rechnen Sie am Ende die Kosten für die Anlage samt Wartungskosten gegen die Ersparnis bei Warmwasser und/oder Heizunterstützung. Teilen Sie den ersten Wert durch den zweiten, bekommen Sie eine ungefähre Größenordnung, wann sich die Ausgaben für die Solarthermieanlage wieder amortisiert haben. Danach können Sie dann die volle Ersparnis in Höhe Ihrer gesparten Energiekosten (abzüglich der Wartungskosten) genießen, da Sie hierfür weniger Kosten haben und Ihre abbezahlte Solaranlage Ihnen diese kostenfrei liefert.

Allerdings ist dies ein recht ungenauer Wert, da wie gesagt viele Variable in der Rechnung enthalten sind, die schwanken können bzw. schwierig zu bestimmen sind. Zum Beispiel sind dies die Energiepreise, die Sie aktuell noch für Warmwasser und Heizung zahlen. Es ist davon auszugehen, dass diese in Zukunft weiter steigen werden, sodass sich die Anlage schneller amortisiert. Die Höhe der Steigerung ist aber nur schwer kalkulierbar bzw. vorhersehbar. Zudem können bzw. sollten Sie auch den ökologischen Aspekt mit einbeziehen, wenn dieser für Sie wichtig ist. Schließlich ist die Solarthermie genauso wie die Photovoltaik eine sehr umweltfreundliche Technik, um Energie aus den Sonnenstrahlen zu gewinnen, statt diese aus fossilen Brennstoffen und Co zu beziehen

Die Installation einer solarthermischen Anlage

Sind alle Voraussetzungen erfüllt und sind auch die Wirtschaftlichkeit bzw. die Finanzierung geklärt, geht es final an das Bestellen und letztendlich die Installation der Solarthermieanlage. Wir raten Ihnen dringend hiervor ab, dies selbst in die Hand zu nehmen. In der Regel werden solarthermische Anlagen auf einem Schrägdach von Häusern installiert, wo das Arbeiten sehr gefährlich ist. Zudem benötigen Sie nicht nur Kenntnisse und Übung, sondern auch die passende Ausrüstung. Überlassen Sie daher einem Fachbetrieb die Installation Ihrer Solarthermieanlage. Diese machen Ihnen nicht nur ein Angebot und beschaffen die passenden Bauteile für Ihre Anlage, sondern installieren diese dann auch auf Ihrem Hausdach.

Der Aufbau erfolgt hierbei grob zusammengefasst wie folgt: Auf dem Dach werden die Kollektoren montiert. Handelt es sich um ein Schrägdach, werden die Halterungen auf der Dachfläche befestigt und darauf die Kollektoren geschraubt. Haben Sie ein Flachdach, muss zunächst mit einem Gestell für die entsprechende Schräglage der Kollektoren gesorgt werden. Nach der Montage der Kollektoren kommt die Verkabelung. Zudem muss drinnen im Haus der passende Platz für den Wärmespeicher gefunden werden, um diesen dann dort aufzubauen. Und es muss natürlich noch die Einbindung in das Warmwasser-/Heizsystem Ihres Hauses erfolgen, damit Sie letztendlich auch von der durch Solarenergie erzeugten Wärme für Wasser und/oder Heizung profitieren. Wie Sie sehen, ist die Installation einer Solarthermieanlage zwar nicht so kompliziert wie der Bau einer Photovoltaikanlage. Dennoch sollten Sie dies unbedingt einem Fachbetrieb überlassen.

So hoch ist der Wartungsaufwand

Neben den Investitionskosten für den Kauf und die Installation der solarthermischen Anlage ist auch ein gewisser Wartungsaufwand notwendig, damit diese reibungslos funktioniert und keine großen Leistungseinbußen entstehen. Ist eine Solarthermieanlage gut gewartet, kann diese problemlos 20 oder sogar 30 Jahre ihre Aufgabe erfüllen, ohne allzu viel an Leistung einzubüßen.

Generell sind Solarthermieanlagen wartungsarm. Zur Sicherung der Anlageneffizienz und ihrer Betriebssicherheit ist eine regelmäßige Wartung sinnvoll und empfehlenswert. In der Regel bietet Ihnen die Firma, die die Anlage installiert, auch eine Wartung an. Vergleichen Sie das Preis-/Leistungsverhältnis. Ist dieses gut, spricht nichts dagegen, einen Wartungsvertrag zu unterschreiben, um eine regelmäßige Wartung für Ihre solarthermische Anlage sicherzustellen.

Die Wartung sollte verschiedene Punkte umfassen. Hierzu zählen unter anderem die Überprüfung des Betriebsdrucks, der je nach Temperatur schwankt, aber innerhalb eines bestimmten Fensters bleiben sollte, sowie die reibungslose Funktionalität der Anlage. Zudem sollte der Zustand der Solarflüssigkeit kontrolliert werden, wenn Ihre Anlage mit dieser gefüllt ist. Eine Alterung der Flüssigkeit im Laufe der Betriebszeit ist völlig normal. In der Regel sollte ein vollständiger Wechsel der Wärmeträgerflüssigkeit nach etwa 10 Jahren erfolgen. Der Frostschutz sollte bis -25°C sichergestellt sein, was mit Hilfe eines Refraktometers oder Aerometers bestimmt werden kann.

Ebenfalls wichtig ist das Beseitigen von Verschmutzungen auf den Kollektoren. Vogelkot und anderer Dreck verringern die Leistungsfähigkeit und damit die Effizienz der Solarthermieanlage. Sind die Kollektoren stark verunreinigt, sollte aus Gründen der Ertragssicherung also unbedingt eine Reinigung erfolgen. Die Kosten für die Wartung liegen in der Regel nicht allzu hoch und belaufen sich auf wenige hundert Euro. Zudem ist eine Wartung nicht jährlich erforderlich. Eventuell können aber auch noch Kosten für Reparaturen sowie den Austausch von Teilen (z. B. der Wärmeträgerflüssigkeit) anfallen. Diese sollten Sie in die Wirtschaftlichkeitsprüfung einer Solarthermieanlage grob mit einkalkulieren.

Die bekanntesten Hersteller

Hersteller und Anbieter von Solaranlagen gibt es viele – auch in Österreich. Im Bereich der Solarthermieanlagen sind unter anderem TiSUN und Winkler Solar. In Deutschland sowie international sind unter anderem die Hersteller Sonnen GmbH, E.On Energie, Renewa, Viessmann, Junkers und Bosch, Schüco, Sunset und viele mehr bekannt.

In der Regel empfiehlt es sich, einen bekannten Markenhersteller zu verwenden. Dann zahlen Sie vielleicht den einen oder anderen Euro mehr, können aber sicher sein, dass Sie ein qualitativ hochwertiges Produkt erhalten. Auch in Sachen Garantieansprüche, sollte es mal zu einem Defekt kommen, ist der Bezug von einem großen und bekannten Hersteller empfehlenswert. In einem boomenden Markt wie der Solartechnik ist oft noch eine relativ hohe Fluktuation der Unternehmen zu beobachten. Da bringt es Ihnen nichts, wenn Ihnen ein billiger Hersteller aus Fernost vollmundig eine lange Garantielaufzeit verspricht, im Garantiefall in ein paar Jahren aber gar nicht mehr existent ist.