Solarthermie: Vorteile, Kosten und Funktionsweise im Überblick

Solarthermie bezeichnet die Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie, auch als Wärme bekannt. Nicht zu verwechseln ist die Solarthermie mit der Photovoltaik, diese wandelt Sonnenenergie in Strom um. Die Wärmegewinnung durch Solarthermie wird zum Heizen verwendet (Plusenergiehäuser). Ganzjährig kann der Wärmededarf eines Hauses zwar noch nicht gedeckt werden, jedoch ist die Solarheizung eine ausgesprochen umweltfreundliche Unterstützung für andere Heiztechniken.

Funktionsweise einer Solarheizung

Die Solarheizung deckt nur einen bestimmten Teil des gesamten Wärmebedarfs. Circa 20-30 % sind gegenwärtig ein realistischer Schnitt. Ihnen kommt daher eher eine unterstützende Funktion zu. Aufgrund der steigenden Rohstoffpreise wird sich diese Heizungsart jedoch in Zukunft rentieren. Denn zum einen ist Sonnenenergie kostenfrei und zum anderen ist die Funktionsweise einer Solarheizung vergleichsweise unkompliziert.

Bestandteile einer Solarheizung
Eine Solarheizung besteht aus mehreren Komponenten. Der wichtigste Teil der thermischen Solaranlage sind die Sonnenkollektoren, diese gibt es in unterschiedlichen Ausführungen. Neben Röhren- und Luftkollektoren werden Flachkollektoren am häufigsten eingesetzt. Zudem gehört zur Solarheizung ein Warmwasserspeicher, der mit den Kollektoren verbunden ist. Weitere Bestandteile der Solarheizung sind der Wärmetauscher, eine Steuerungseinheit, eine Pumpe, sowie ein Ausgleichsbehälter und ein Rücklauferhitzer.

Funktionsweise einer solaren Heizungsanlage
Sonnenkollektoren bestehen aus schwarzen Elementen, die auf dem Hausdach befestigt werden. So ist gewährleistet, dass diese die höchstmögliche Menge an Energie sammeln können. Der Kollektor wandelt die absorbierte Sonneneinstrahlung in Wärme um und gibt sie an ein sogenanntes „Wärmeträgermedium“ weiter, das in der Regel eine Mischung aus Frostschutzmittel und Wasser ist. Es befindet sich zwischen Kollektor und Warmwasserspeicher.

Wenn die Wassermischung durch die Sonneneinstrahlung stärker erwärmt ist als das Wasser im Warmwasserspeicher, schaltet sich die Steuerung der Solaranlage ein und die Pumpe setzt sich in Gang. Sie transportiert das Wasser durch ein geschlossenes Rohrsystem in den Speicherbehälter, wo ein Wärmeaustausch erfolgt. Von dort aus kann die Wärme entweder als Warmwasser oder zum Heizen genutzt werden. Wird die erzeugte Wärme nicht sofort verwendet, verbleibt sie im Warmwasserspeicher. Dank der Isolerung des Wasserpeichers wird die thermische Energie über länger Zeit gespeichert.

Solarenergie als Unterstützung für andere Heiztechniken
Da die thermische Solaranlage bislang nicht über das ganze Jahr ausreichend Wärme produzieren kann, kann sie nur als Unterstützersystem für andere Heiztechniken fungieren. Gerade in hiesigen Regionen ist diese Kombination essentiell, um jahreszeitliche Schwankungen auszugleichen. Sinnvolle Kombinationen von Solarheizungen sind z. B. Gasheizungen, Pelletheizungen und Wärmepumpen. Die Verbindung lässt sich über eine automatische Steuereinheit regeln. Wenn die Solarheizung einmal nicht genug Wärme produziert, springt das Zusatzsystem ein.

Wer ein geeignetes Haus mit passendem Dach besitzt, sollte durchaus in Erwägung ziehen, in eine Solarheizung zu investieren. Langfristig gesehen, kann sich diese Heiztechnik als rentabel erweisen.

Solarthermie: Kosten für Einbau und Betrieb

Um Kauf, Installation und Service zu vereinfachen, werden Solarthermie-Anlagen immer öfter als Komplettpaket angeboten. Alle notwendigen Komponenten für den Betrieb sind hierbei bereits enthalten. Die Kosten für Komplettsysteme belaufen sich derzeit zwischen 3.000 und 10.000 Euro, wobei auch deutlich günstigere und preisintensiverer Solarheizungen angeboten werden. Hinzu kommen Kosten für die Montage und Installation. Ein genauer Anbietervergleich ist bei Solarheizungen dementsprechend sinnvoll.

Während des Betriebs fallen zusätzliche Kosten an. Dabei kostet die Wartung einer Solarheizung jährlich zwischen 50 und 100 Euro. Die Betriebskosten für die Pumpe hängen vom jeweiligen Stromtarif ab. Eine Versicherung für die thermische Solaranlage verursacht ebenfalls laufende Kosten. Sie ist jedoch zu empfehlen, da sie Schäden auf Grund von Witterungseinflüssen, Diebstahl oder Vandalismus abdeckt. Langfristig gesehen, können sich die Kosten rechnen. Wenn die Anlage intakt bleibt, amortisiert sie sich nach ungefähr 8 bis 14 Jahren.

Vorteile und Nachteile einer thermischen Solarheizung

Bei der Wahl der Heizungsart sollte bedacht werden, dass Neubauten den Standards der Energieeinsparungsverordnung (EnEV) genügen müssen, wodurch Solarheizungen immer attraktiver werden. Ein Vorteil von Solarthermie-Anlagen ist, dass die Anschaffung gefördert werden kann. Das BAFA (Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle) oder die KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) Bankengruppe bieten Zuschüsse oder gewähren Kredite zu günstigen Konditionen, wenn man mit seiner Modernisierungsmaßnahme oder dem Neubau den KfW- Effizienzhausstandard erreicht (Effizienzhaus). Somit können die Kosten einer Solarheizung deutlich gesenkt werden.

Solarthermie – Welches Dach ist geeignet?

Bevor man sich für eine Solarheizung entscheidet, sollte geprüft werden, ob sich das vorgesehene Dach für eine Installation eignet (Satteldachhaus, Pultdachhaus, Walmdachhaus). Dabei ist ncht die Größe der Dachfläche entscheidend, sondern, ob dass Dach bestimmte Eigenschaften erfüllt. Die Dachfläche sollte im Idealfall nach Süden ausgerichtet sein. Eine Abweichung von 15 bis 30 Grad ist jedoch noch akzeptabel. Die Dachneigung hingegen sollte im Bereich von 50 Grad liegen, allerdings sind auch bei diesem Wert Abweichungen möglich. Durch technische Maßnahmen, wie zum Beispiel eine Aufständerung, können ebenfalls Anpassungen vorgenommen werden.

(Bildmaterial v.o.n.u.: © RENSCH-HAUS (Innovation R140_2_V21), Solar Collectors in Winter Sun (Stefan Thiesen/Flickr, CC BY-SA 2.0))