Solartechnik: Die Sonne wärmt mit

Ihre Brennstoffkosten können Hausbesitzer merklich senken, wenn sie die Wärmeenergie der Sonne zur Warmwasserbereitung sowie zum Heizen nutzen. Doch damit der Anteil der kostenlosen Solarwärme möglichst hoch ausfällt, sind einige Aspekte zu berücksichtigen.

Die Solarwärmenutzung ist generell in fast ganz Deutschland sinnvoll möglich. Mit Blick auf die Solareinstrahlung sind die südlichen Bundesländer zwar etwas im Vorteil. Doch letztlich entscheiden die konkreten Standortbedingungen, die eingesetzte Technik und die effiziente Einbindung in das Heizsystem des Gebäudes über die tatsächliche Höhe des Solarertrags.

Die Solarkollektoren sind die erste Anlaufstation für die Sonne. Die beliebteste Bauart sind die rechteckigen Flachkollektoren, die eine Dachneigung von mindestens etwa 20 Grad benötigen. Aus Kostengründen werden sie meist oberhalb der Dachsteine montiert. Optisch schöner sind sogenannte Indachanlagen, die in die Dachhaut integriert sind. 

Beim Vakuumröhrenkollektor sind mehrere Glas-Röhren zu einem Kollektor zusammengefasst. Vorteilhaft ist, dass sich die Röhren drehen und ideal zur Sonne ausrichten lassen. Aus diesem Grund können sie auch senkrecht, etwa an der Hauswand, oder waagerecht auf einem Flachdach montiert werden. Vakuumröhren haben technisch bedingt eine höhere Leistung als Flachkollektoren, sind aber auch deutlich teurer. Um mit Flachkollektoren hohe Solarerträge zu ernten, ist eine genau nach Süden oder eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete Dachfläche am besten geeignet. 

Falls eine Solarthermieanlage nur die Trinkwasser- erwärmung hauptsächlich während der Sommermonate übernehmen soll, empfiehlt sich ein Neigungswinkel von rund 30 bis 50 Grad. Steht die Funktion der Heizungsunterstützung im Vordergrund, die meist im Frühjahr und Herbst genutzt wird, ist eine Neigung von rund 45 bis 70 Grad besser. Wichtig ist jedoch in allen Fällen, dass keine Schatten, zum Beispiel von Bäumen, Kaminen oder benachbarten Gebäuden und Dächern, dauerhaft auf die Kollektoren fallen. Sonst wird der Solarertrag dadurch geschmälert.

Worauf es bei der Solarspeicherwahl ankommt

Die von den Kollektoren eingefangene Wärme wird über den Solarkreislauf, der aus zwei wärmegedämmten Rohrleitungen besteht, zum Solarspeicher transportiert. Im Inneren der Leitungen zirkuliert dazu eine frostsichere Solarflüssigkeit, die die Sonnenenergie über einen Wärmetauscher an das Wasser im Speicher abgibt. 

Eine Solarpumpe sorgt dafür, dass der Kreislauf vom und zum Dach in Schwung bleibt. Diese Pumpe darf vom Solarregler aber nur dann aktiviert werden, wenn genügend Sonnenenergie produziert wird. Im schlimmsten Fall kann es sonst passieren, dass die im Speicher bereits vorhandene Solarwärme zum Dach befördert und dort abgekühlt wird.

Der Solarspeicher dient zur Aufbewahrung des solar erwärmten Wassers, bis es im Haus für Heizzwecke oder zur Warmwasserbereitung benötigt wird. Bei heizungsunterstützenden Solaranlagen wird entweder ein Puffer- oder ein Kombispeicher installiert, an den sich weitere Wärme-erzeuger wie Öl- oder Gas-Brennwertkessel anschließen lassen. 

Um die wertvolle Solarwärme möglichst verlustarm über einen längeren Zeitraum aufzubewahren, muss der Solarspeicher möglichst niedrige Wärmeverluste aufweisen. Gute Solarspeicher sind auf ihrer gesamten Oberfläche eng anliegend, lückenlos und dick gedämmt (etwa 10 bis 15 Zentimeter). Spezielle konstruktive Elemente wie Prallplatten, Konvektionsbremsen oder Schichtleitsysteme verbessern zusätzlich die Wärmeeinschichtung und somit die Energieeffizienz.

Die Kombination mit einer sogenannten Frischwasserstation ermöglicht eine hygienische Warmwasserbereitung im Durchlaufsystem. Aus Energieeffizienzgründen sollte diese Station möglichst direkt am Speicher oder auch innerhalb des Speicherdämmmantels angebracht werden. Wichtig: Auch die weiteren Bauteile wie Armaturen, Rohre und Solarstation müssen gut dämmt werden.

Systemkosten und solare Deckungsraten

Leider steht in unseren Breitengraden gerade während der Heizperiode nur ein eingeschränktes Solarwärmeangebot zur Verfügung. Unter wirtschaftlichen Aspekten werden reine Trinkwasser-erwärmungsanlagen deshalb auf einen durchschnittlichen solaren Jahresdeckungsanteil von 50 bis 60 Prozent ausgelegt. Von Mai bis August beträgt der Deckungsanteil meist 100 Prozent. Eine typische Flachkollektoranlage zur Warmwasserbereitung fürs Eigenheim ist etwa vier bis sechs Quadratmeter groß und kostet durchschnittlich zwischen 4.000 und 6.000 Euro. 

Aus Effizienzgründen sollte bei der Trinkwassererwärmung zum einen die Warmwassertemperatur nicht zu hoch eingestellt sein (45 bis 50 Grad Celsius). Günstig wirkt es sich oft aus, wenn eine (technisch dafür geeignete) Geschirrspül- und Waschmaschine mit solar vorgewärmtem Wasser betrieben wird.

Heizungsunterstützende Solaranlagen, auch Kombi-Solaranlagen genannt, decken bei üblicher Dimensionierung etwa 15 bis 30 Prozent des Jahres-Gesamtwärmebedarfs ab. Bei Niedrigstenergie- und Passivhäusern kann der Deckungsanteil sogar bei zirka 40 bis 70 Prozent liegen. Doch Achtung: Der tatsächliche solare Deckungsanteil hängt, insbesondere im Gebäudebestand, vom Gesamtwärme-bedarf sowie von weiteren Faktoren ab. Um Enttäuschungen vorzubeugen, sollten sich Hausbesitzer bei Bedarf eine Simulationsrechnung vom Fachhandwerker durchführen lassen. 

Die Investitionskosten von typischen Kombi-Anlagen mit 9 bis 12 Quadratmeter Kollektorfläche liegen zwischen etwa 8.000 und 12.000 Euro. Besonders effizient arbeiten die heizungsunterstützenden Systeme in Häusern, die sehr gut wärmegedämmt sind und mit niedrigen Heizungsvorlauftemperaturen auskommen: Günstig sind Heizkörpersysteme mit maximal 55 Grad Celsius. Optimal sind Flächenheizsysteme mit 35 Grad Celsius.

Es gibt viele gute Gründe für eine Solaranlage

Hausbesitzer, die auf eine Amortisation ihrer Investition in eine Solarthermieanlage setzen, benötigen derzeit eine Langfristperspektive von mindestens etwa 14 Jahren. Tendenziell rechnet sich eine Solaranlage zur Heizungsunterstützung schneller. Anzuraten ist jedoch eine objektbezogene Wirtschaftlichkeitsberechnung durch den Handwerker. 

Die langen Amortisationszeiten sind vor allem auf die aktuell niedrigen Energiekosten, insbesondere für Öl und Gas zurückzuführen. Hinzu kommt, dass Systemkosten für Solarwärmeanlagen in den letzten Jahren nicht signifikant gefallen sind. Allerdings gibt es derzeit großzügige staatliche Zuschüsse. 

Hausbesitzer können sowohl die Investitionskosten als auch die Höhe der Fördergelder optimieren, wenn sie die Solarthermie-Installation mit einer Heizungsmodernisierung und mit einer Dachsanierung kombinieren. Wichtig ist zudem, mehrere Angebote einzuholen.

Neben der monetären Sichtweise gibt es jedoch viele gute andere Gründe zu Gunsten einer Solarwärmeanlage:

• Unabhängigkeit und Sicherheit: Der Verbrauch sowie die Abhängigkeit von Öl oder Gas sinken. Gleichzeitig erhöht sich mit Solar die Heizungssicherheit bei eventuellen Versorgungsengpässen.
• Umwelt- und Klimaschutz: Die fossilen Energievorräte werden geschont und die CO2-Emissionen vermindert.
• Höhere Effizienz: Der Heizkessel kann während der Sommermonate, und zum Teil auch während der Übergangszeit, komplett abgeschaltet bleiben.
• Sichere Geldanlage: Die Investition in eine solarthermische Anlage ist eine
• sichere Geldanlage in Sacheigentum, die letztlich auch zur Werterhaltung  und -steigerung des Wohngebäudes beiträgt. Außerdem gibt es Fördergelder.
• Emotion: Solaranlagenbesitzer schwärmen häufig vom guten Gefühl, welches sie beim Heizen, Duschen und Brauchwasser mit der Sonnenenergie haben.

Qualitativ hochwertige Solarkollektoren können übrigens selbst nach über 25 Jahren noch kostenlose und umweltfreundliche Wärme produzieren – fachgerechte Auslegung und Montage vorausgesetzt. Solaranlagen sind relativ wartungsarm. Es empfiehlt sich allerdings, von Zeit zu Zeit von einen Fachmann vor allem den Anlagendruck sowie den Zustand der Solarflüssigkeit überprüfen zu lassen.