Thermische Solaranlagen

• Was sind thermische Solaranlagen? Thermische Solaranlagen (Solarthermie) wandeln Sonnenstrahlung direkt in nutzbare Wärme um, anstatt Strom zu erzeugen. Diese Solarenergie wird in privaten Haushalten primär zur Warmwasserbereitung oder zur Unterstützung der Raumheizung eingesetzt, was die Betriebskosten der konventionellen Heizung über eine Lebensdauer von bis zu 30 Jahren massiv senkt.
• Wie ist der grundlegende Aufbau? Das System besteht aus Solarkollektoren auf dem Dach, einem Solarkreislauf mit frostsicherer Solarflüssigkeit und einem Wärmespeicher. Die Solarenergie erwärmt die Flüssigkeit im Kollektor; sobald diese heißer als das Wasser im Speicher ist, transportiert eine Pumpe die Wärme über einen Wärmetauscher in das Hauswassersystem.
• Welchen Nutzen bietet die Heizunterstützung? Soll die thermische Solaranlage auch die Heizung unterstützen, wird sie größer dimensioniert und mit einem speziellen Kombispeicher ausgestattet. In den Übergangsmonaten liefert sie so einen spürbaren Anteil der benötigten Heizenergie aus Solarenergie, wodurch der herkömmliche Kessel deutlich seltener anspringen muss und Brennstoff gespart wird.
• Ist das System wirtschaftlich rentabel? Thermische Solaranlagen gelten als langfristige und risikoarme Investition. Eine Anlage zur Warmwasserbereitung spart etwa 50 % der dafür anfallenden Energiekosten ein. Bei Systemen mit Heizunterstützung liegt die Gesamtersparnis oft zwischen 30 und 50 %, wobei sich die Investition durch die Nutzung kostenloser Solarenergie über die Jahre sicher amortisiert.
• Warum ist die Ökobilanz so gut? Der größte Vorteil thermischer Solaranlagen ist ihre hervorragende Umweltbilanz, da sie CO2-neutral Wärme aus Solarenergie gewinnen. Sie ergänzen bestehende Heizsysteme ideal, reduzieren den Schadstoffausstoß nachhaltig und sind eine der einfachsten Möglichkeiten, ein Gebäude aktiv an der Energiewende teilhaben zu lassen.

Die Wärmegewinnung erfolgt in den Solarkollektoren, die üblicherweise auf dem Dach montiert werden. In den Rohren des Solarkollektors wird die Solarflüssigkeit durch die einfallende Strahlung der Sonne erwärmt. Die einfache Variante, das Brauchwasser selbst direkt im Kollektor zu erwärmen, scheitert daran, dass die Solarflüssigkeit im Winter frostsicher sein muss. Daher wird das Wasser mit Frostschutzmitteln versehen, wodurch es als Trinkwasser unbrauchbar wird.

Stattdessen wird die Wärme dieser Solarflüssigkeit über einen Wärmetauscher auf das Trinkwasser übertragen. Das Wasser befindet sich in einem Wärmespeicher, dessen Temperatur ebenso wie die Temperatur im Kollektor ständig gemessen wird.

Ist die Solarflüssigkeit im Kollektor deutlich wärmer als das Wasser im Tank, springt die Solarpumpe an. Diese pumpt die Solarflüssigkeit durch den Solarkreislauf, dabei wird die Wärmeenergie an den Wasserspeicher abgegeben. Liefert die Sonne nicht genügend Energie, springt die konventionelle Heizung an, um den Wärmespeicher aufzuheizen. Aus diesem Grund ersetzt eine thermische Solaranlage keine herkömmliche Heizung, sondern ergänzt sie.

Kombinationen aus einer thermischen Solaranlage und einer klassischen Heizung werden als Komplettpakete angeboten, die sich in der Praxis bereits vielfach bewährt haben. Auch die Nachrüstung einer Solaranlage als Ergänzung zu einer vorhandenen Heizung ist möglich.

Soll die thermische Solaranlage nicht nur der Trinkwassererwärmung dienen, sondern auch die Heizung unterstützen, muss sie entsprechend größer ausgelegt werden. Dabei ist immer ein Kompromiss erforderlich. Wenn die Solarthermieanlage in den Übergangsmonaten einen spürbaren Anteil zur Heizenergie beitragen soll, ist sie für den Sommer zwangsläufig überdimensioniert. Zu beseitigen ist dieses Dilemma nicht, aber mittlerweile liegen ausreichend Erfahrungswerte vor, wie eine vernünftige Dimensionierung der Anlage aussehen sollte.

Soll eine thermische Solaranlage zur Heizunterstützung nachgerüstet werden, ist ein Austausch des Wärmespeichers der Heizanlage erforderlich. Zwar existieren auch Nachrüstmöglichkeiten, bei denen das nicht erforderlich ist, aber diese erfordern technische Nachrüstungen an anderer Stelle. Der Austausch des Speichers hat sich als Standardverfahren durchgesetzt.

Die Investition in eine Solaranlage ist eine langfristige Investition. Am Ende ihrer Lebensdauer hat sich die Anlage im Regelfall amortisiert, aber die jährliche Rendite ist nicht sehr hoch. Relativ einfach lässt sich eine Berechnung für Solarthermieanlagen vornehmen, die nur der Warmwasserbereitung dienen. Eine optimal dimensionierte thermische Solaranlage spart etwa 50  Prozent der Energiekosten der Warmwasserbereitung ein. Damit sind die Erträge ziemlich genau bekannt, die der anfänglichen Investition gegenüber stehen.

Komplizierter stellt sich die Situation bei Solaranlagen mit Heizunterstützung dar. Ja nach Auslegung sparen sie typischerweise zwischen 30 und 50 Prozent der Energiekosten ein. Bezugsgröße sind hier nicht die Kosten der Warmwasserbereitung allein, sondern die Gesamtkosten, die auch die Heizkosten umfassen. Teilweise sind diese Einsparungen aber auf den Austausch des Wärmespeichers zurückzuführen, nicht auf die thermische Solaranlage.

Die Gesamtmaßnahme aus Heizungssanierung und Solaranlage erweist sich als rentabel. Das gilt allerdings auch für die Heizungssanierung allein.

Die wesentliche Motivation für die Installation einer thermischen Solaranlage ist die hervorragende Umweltbilanz. Wirtschaftlich handelt es sich um eine nahezu risikofreie Entscheidung, die sich allerdings erst nach einigen Jahren rentiert.