Solarthermie im Eigenheim: Heizen mit Sonnenkollektoren und Solarspeichern

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Solarthermie im Eigenheim: Heizen mit Sonnenkollektoren und Solarspeichern

Viele Hausbauer und Hausbesitzer erwägen heutzutage die Nutzung der Solarenergie. Diese ist auf verschiedene Art und Weise nutzbar. Zwei Nutzungstypen ergeben sich. Zum einen können Sie die Sonnenstrahlung durch die Installation einer Photovoltaikanlage für sich nutzen. Eine solche PV-Anlage wandelt die auf die Solarzellen treffende Sonnenstrahlung in elektrischen Strom um. Dieser kann zur Versorgung des eigenen Strombedarfs genutzt werden. In der Regel ist allerdings auch noch eine Einspeisung des selbst produzierten Stroms ins öffentliche Stromnetz vorgesehen. Hier erhält der PV-Anlagenbesitzer eine regelmäßige Vergütung vom Großstromanbieter.

Die andere Form der Sonnenenergienutzung lässt sich mithilfe einer sogenannten Solarthermieanlage realisieren. Hierbei geht es nicht um die Erzeugung von elektrischem Strom, sondern um die Nutzung der anfallenden Wärmeenergie für Trink- und Heizungswasser. Beide Formen der Sonnenenergienutzung schonen die Umwelt durch einen sehr geringen CO2-Bedarf. Ein wesentlicher Grund für die Anschaffung einer solchen Anlage liegt jedoch auch in ihrem wirtschaftlichen Nutzen für den Besitzer. Adäquat kalkuliert lässt sich so sehr viel bares Geld sparen.

Die Sonnenstrahlung - eine regenerative Energiequelle

In der Mitte unseres Planetensystems befindet sich die Sonne. In ihr sorgen Kernfusionsprozesse dafür, dass eine elektromagnetische Sonnenstrahlung entsteht, die auf die Erde trifft. Durch die Erdatmosphäre wird jedoch ein großer Teil der Sonnenstrahlung absorbiert bzw. reflektiert. Die Sonnenstrahlung, die auf die Erdoberfläche auftrifft, beläuft sich weltweit auf eine Energiemenge, die den momentanen Energiebedarf der Menschheit um ein Vielfaches übersteigt, nämlich um das Fünftausendfache.

Die Intensität der Sonnenstrahlung ist dabei, seit dem Anfang der Messungen in diesem Bereich, relativ konstant geblieben. Man spricht hier auch von der sogenannten Solarkonstante. Sie beläuft sich auf durchschnittlich 1,367 Kilowatt pro Quadratmeter. Da die Sonnenstrahlung – jedenfalls in Menschenzeitaltern gedacht – unerschöpflich ist, bezeichnet man die Sonnenenergie auch als regenerative Energie. Im Gegensatz dazu sind Energieformen wie Atomenergie, Kohle und Gas endliche Energieformen, da hier nur eine endliche Menge an Ressourcen zur Verfügung steht.

Eine Solarthermieanlage dient zur Warmwasserbereitung

Möchte man die Sonnenenergie nutzen, um eine Warmwasserbereitung zu realisieren, ergeben sich als Eigenheimbesitzer günstige Grundbedingungen. Denn: Gerechnet auf ein Jahr bleibt der Warmwasserverbrauch relativ konstant (sollten keine weiteren Hausbewohner hinkommen oder wegfallen). Dadurch entsteht eine höhere Übereinstimmung zwischen dem eigenen Energiebedarf und dem solaren Energieangebot im Gegensatz zur Nutzung einer Raumheizung.

Mit einer gut angestellten und abgestimmten Solarthermieanlage können Sie einiges sparen. Eine realistische Annahme geht davon aus, dass sie mithilfe einer solchen Anlage zwischen 50 und 65 Prozent Ihres jährlichen Bedarfs an Warmwasser decken können. In den sonnenintensiven Sommermonaten kann oft der gesamte Warmwasserbedarf über die Solaranlage bereitgestellt werden. In diesem Fall kann die konventionelle Heizanlage gleich ganz abgestellt werden. Noch effektiver lässt sich die Sonnenenergie in diesem Zusammenhang nutzen, wenn man anstatt herkömmlicher Verbraucher, Geschirrspüler oder Waschmaschinen benutzt, die über einen separaten Warmwasseranschluss verfügen.

Solarthermieanlagen zur Warmwasserbereitung nutzen dabei eine Technik, die nicht mehr in den „Kinderschuhen steckt“. Das bedeutet, dass sie mittlerweile auf sehr einfache und solide Art und Weise arbeitet. Die Anlagen sind technisch ausgereift. Eine nicht geringe Anzahl von Fachfirmen bietet ein großes Angebot unterschiedlicher Analgenkonzepte für alle möglichen Anforderungen. Die Firmen besitzen dabei eine langjährige Erfahrung bei der Anlagenmontage und –planung.

Wie funktioniert eine Solarthermieanlage eigentlich?

Die wichtigste Komponente der Solarthermieanlage ist der sogenannte Kollektor. Dieser wird in aller Regel auf dem Hausdach angebracht. Flachkollektoren sind die verbreitetste Form von Solarkollektoren. Der Kollektor besteht zum einen aus einem beschichteten Absorber. Der Absorber dient zur Aufnahme der auftreffenden Sonnenstrahlung und zur Umwandlung der Sonnenenergie in Wärmeenergie. Um eventuelle Verluste der Wärmeenergie so gering wie möglich zu halten, befindet sich der Absorber in einem wärmegedämmten Kasten. Darauf befindet sich eine transparente Abdeckung, die zumeist aus Glas besteht. Hier kann das Licht gut einfallen.

Weiterhin durchströmt eine Flüssigkeit den Absorber, die als Wärmeträger fungiert. Diese besteht in der Regel aus einem Gemisch aus Wasser und einem ökologisch verträglichen Frostschutzmittel. Die Wärmeträgerflüssigkeit zirkuliert dabei zwischen dem Solarkollektor und dem Warmwasserspeicher. Dieser Warmwasserspeicher ist die zweite wichtige Komponente der Solarthermieanlage. Der dritte Bestandteil ist der sogenannte Solarregler. Mithilfe des Solarreglers wird die gesamte Anlage in Betrieb genommen. Er stellt dabei einige automatische Funktionen zur Verfügung. Die Wichtigste: Der Solarregler kontrolliert die Temperaturen innerhalb des Kollektors und des Warmwasserspeichers. Sobald die Temperatur im Kollektor diejenige des Warmwasserspeichers um einige Grade übersteigt, schaltet der Regler eine Umwälzpumpe ein. Diese transportiert dann die Trägerflüssigkeit mitsamt der im Kollektor erzeugten Wärme in den Wasserspeicher.

Die Komponenten einer thermischen Solaranlage

Insgesamt besteht die thermische Solaranlage aus einer relativ überschaubaren Anzahl von Komponenten. Die Wichtigsten seien folgend genannt:

  • Solarkollektor
  • Warmwasserspeicher
  • Solarregler
  • Temperaturfühler am Kollektor
  • Temperaturfühler am Warmwasserspeicher
  • Temperaturfühler für Nachheizung
  • Kaltwasserzufluss
  • Warmwasserabfluss
  • Ausdehnungsgefäß
  • Ladekreis-Umwälzpumpe
  • Rohre & Isolierung

Durch die konventionelle Heizung wird garantiert, dass auch dann warmes Wasser fließt, wenn die Solarthermieanlage keine ohne nur wenig Nutzenergie produziert. Die thermische Solaranlage lässt sich dabei problemlos in ein schon vorhandenes Gebäude integrieren. Thermische Solaranlagen dienen somit als ideale Ergänzung zur konventionellen Heizanlage. Moderne Anlagen besitzen dabei eine durchschnittliche Lebensdauer von 20 Jahren.

Eine thermische Solaranlage schützt die Umwelt

Wenn Sie sich dazu entscheiden, eine thermische Solaranlage zu installieren, entstehen dadurch nicht nur finanzielle Vorteile für Sie. Eine Solarthermieanlage trägt auch zum aktiven Umweltschutz bei. Sie verringert in nennenswerter Weise die klimaschädlichen CO2-Emissionen. Somit besitzt sie im Vergleich zur herkömmlichen Heizanlage eine eindeutig positive Klimabilanz.

Generell lässt sich sagen, dass man auf ausschließlich elektrisch funktionierende Heizanlagen verzichten sollte. Diese produzieren eine übermäßige CO2-Emission. Optimal in ökologischer Hinsicht ist die Verwendung einer Solaranlage in Kombination mit einer ausgereiften Energietechnik bei möglichst niedrigem Energieverbrauch. In diesem Zusammenhang ist auch die sogenannte energetische Amortisationszeit wichtig. Damit ist die Zeit gemeint, in der die Anlage soviel Energie erzeugt hat, wie zu ihrer Herstellung benötigt wurde. Je nach Modell und Ausführung liegt dieser Wert zwischen einem halben und zweieinhalb Jahren.

Sieht man sich im Gegensatz dazu eine konventionelle Heizanlage an, die mit nicht-regenerativen Energiequellen funktioniert (also etwa Kohle, Erdgas, Erdöl oder Uran), ergibt sich ein völlig verändertes Bild. Konventionelle Systeme verbrauchen zur Bereitstellung einer bestimmten Menge an nutzbarer Energie – also Wärme und/oder Strom – immer eine größere Menge an Primärenergie. Dadurch amortisiert sich eine konventionelle Anlage nie.

Solarthermie ist eine Investition in die Zukunft

Gegner des Einsatzes von Solaranlagen geben häufig als Argument zu bedenken, dass Solarthermie unwirtschaftlich wäre. Nicht selten werden dabei alle erneuerbaren Energien pauschal abgelehnt. Vergessen wird dabei jedoch, dass Solaranlagen einen wichtigen Beitrag zu einem umweltschonenden Energieeinsatz leisten. Die Preise für die konventionellen Energieträger sind momentan noch relativ günstig. Der günstige Energiepreis zieht jedoch eines nicht in Betracht: Die Folgekosten. Diese Folgekosten an Umwelt- und Gesundheitsschäden werden durch ebendiese konventionellen Energieträger verursacht. Sie müssen von der Allgemeinheit getragen werden und sind im Preis nicht mit inbegriffen.

Mit welchen Kosten ist zu rechnen?

Zwar erscheinen die Anfangskosten für die Anschaffung und Montage einer Solarthermieanlage sehr hoch zu sein. Jedoch entstehen gleich nach der ersten Inbetriebnahme außer geringen Beträgen für Wartung und Pumpenstrom keinerlei Betriebskosten mehr. Wie sieht das im Detail aus?

Legt man der Berechnung der Investitionen einen vier- bis fünfköpfigen Haushalt zugrunde, ergibt sich eine ungefähre Summe zwischen 8.000 und 10.000 Euro. Darin ist bereits der Preis für die Montage enthalten sowie zehn Quadratmeter Flachkollektoren und ein 700 Liter fassenden Speicher. Sie können hierdurch – wie gesagt – bis zu 65 Prozent ihres Warmwasserbedarfs pro Jahr decken. Dies hängt jedoch auch noch von anderen Faktoren ab. Es kommt darauf an, wie und wie oft Sie selbst und die anderen Personen im Haushalt heizen. Darüber hinaus hängt der Verbrauch auch von der Wärmedämmung Ihres Hauses ab.

Laufende Kosten erwarten Sie nur im geringen Maße. Da ist zum einen der Betrieb der Umwälzpumpe. Diese sollte exakt eingestellt sein, damit sie so wenig Strom wie möglich verbraucht. In regelmäßigen Abständen sollte die Anlage weiterhin untersucht bzw. gewartet werden. Daher sollte einmal im Jahr ein Techniker die Anlage überprüfen. Eine Versicherung sollten Sie in jedem Fall abschließen, um die Anlage vor Wetterschäden, Diebstahl oder Vandalismus zu schützen. Tipp: Zum Teil lassen sich die Solarkollektoren auch über eine Glas- oder Gebäudeversicherung mitversichern.

Finanzierungsformen

Sollte man die Anschaffung einer thermischen Solaranlage nicht mithilfe des Eigenkapitals finanzieren können, lässt sich diese auch mit einem Darlehen finanzieren oder teilfinanzieren. Schauen Sie sich in Ruhe nach entsprechenden Angeboten um, nicht nur bei Ihrer Hausbank. Erkundigen Sie sich beispielsweise auch bei der KfW-Bank oder anderen umweltaktiven Banken, ob eine spezielles Darlehensangebot existiert. Auch kann es sinnvoll sein, nach Förderprogrammen Ausschau zu halten, die nicht selten von Ländern, Städten oder Kommunen angeboten werden. Lassen Sie sich in jedem Fall Zeit mit der Planung und kalkulieren Sie genau.

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