Solarheizung: Die Wärme der Sonne nutzen

Funktionsweise einer thermischen Solaranlage

Bei einer thermischen Solaranlage wird eine konventionelle Heizungsanlage mit der Nutzung von Sonnenenergie kombiniert. Die Komponenten für eine Solaranlage sind:

• Solarkollektoren
• ein Puffer- oder Solarspeicher
• Pumpengruppen mit eigenem Rohrkreislauf und elektronischer Regelung
• die eigentliche Heizungsanlage.

Die Funktion einer Solaranlage ist nicht allzu kompliziert. Die Sonnenkollektoren werden am Hausdach angebracht und absorbieren Sonnenwärme, um einen Wärmeträger, meist eine Solarflüssigkeit, zu erhitzen. Mithilfe eines Wärmetauschers im Speicher wird die Solarwärme dann zur Warmwasserbereitung verwendet oder an das Heizwasser abgegeben.

Die abgekühlte Flüssigkeit wird anschließend wieder zum Kollektor zurückgepumpt. Dank dem Pufferspeicher kann das Haus auch mehrere Tage später noch mit Wärme versorgt werden.

Vor- und Nachteile im Überblick

Heizen mit Solarthermie

Eines gleich vorweg: Die Energie der Sonne kann nicht als Alleinheizung genutzt werden, sondern muss mit anderen Heizungsmethoden kombiniert werden. Das ist jedoch mit so gut wie jeder Heizanlage möglich, und so kann Solarthermie etwa problemlos mit Ölheizungen, Gasheizungen, Pelletsheizungen oder Wärmepumpen verbunden werden.

Solarheizungen sind sehr anpassungsfähig und können sowohl im Altbau als auch im Neubau eingesetzt werden. Alles, was dafür benötigt wird, sind eine gut ausgerichtete, große Dachfläche und genug Platz im Hausinneren für den Speicher. Die Dachflächen sollten hingegen frei und nicht verschattet sein und eine Neigung von etwa 35 Grad nach Süden aufweisen.

Solaranlage zur Warmwasseraufbereitung

Solarthermie eignet sich aber vor allem zur Aufbereitung von Warmwasser. Da die Kraft der Sonnenstrahlung jedoch während der Jahreszeiten variiert, ist die Effizienz der Sonnenenergie nicht das ganze Jahr über konstant.

Generell kann deshalb festgehalten werden, dass etwa 50 – 65% des jährlichen Warmwasserbedarfs mit Solarenergie gedeckt werden können. Wer seine Solarthermieanlage nur für die Warmwasserbereitung verwendet, kommt in einem 4-Personen-Haushalt bereits mit 4-8m² an Sonnenkollektoren aus.

Unterschied zur Photovoltaik

Umgangssprachlich werden Solarthermie und Photovoltaik oft synonym verwendet, doch das ist so nicht ganz richtig. Während Photovoltaik ausschließlich Strom produziert, kann durch Solarthermie Wärme erzeugt werden, die sowohl für zur Warmwasseraufbereitung als auch zum Heizen verwendet wird.

Die Technologie von Solarthermie ist dabei deutlich einfacher, da die Erhitzung von Wasser mit Hilfe der Sonne simpler ist, als Sonnenlicht unmittelbar in Strom umzuwandeln. Aus diesem Grund liegt der Wirkungsgrad von Sonnenkollektoren bei etwa 80%, während Photovoltaik Anlagen derzeit etwa um die 20% erreichen.

Solarheizung im Winter

Eine häufig aufkommende Frage beim Thema Solarheizung ist, ob auch im Winter der Energiebedarf mithilfe von Sonnenenergie gedeckt werden kann. Die Antwort hierbei lautet: Leider nein. Vor allem wenn es etwas bewölkt ist, steht der Solaranlage im Winter nur ein Viertel der Strahlkraft zur Verfügung.

Konkret bedeutet das, dass durch Solarthermie im Winter etwa 20% des Wärmebedarfs eines Einfamilienhauses gedeckt werden kann. Bei Schneefall verringert sich dieser Prozentsatz erneut. Gerade aus diesem Grund ist es essentiell, dass Solarheizungen mit anderen, herkömmlichen Heizungsmethoden kombiniert werden.

Kombination mit Infrarotheizung

Der große Nachteil von Solarthermie ist daher, dass sie im Winter zwar die Warmwasserbereitung gerade noch hinbekommt, jedoch zu wenig Energie produziert, um die Wohnung oder das Haus effektiv zu heizen. In diesem Fall kann eine Infrarotheizung effektiv als Zusatzheizung einspringen und angenehme Wärme verbreiten. Infrarotheizungen sind besonders kostengünstig in der Anschaffung und können die Wärme anscheinend genau dort verbreiten, wo sie gebraucht wird. Erfahren Sie mehr zu den Vorteilen und Nachteilen einer Infrarotheizung.

Umweltfreundlich heizen

Die Sonne ist eine unerschöpfliche Ressource, weshalb das Heizen mit Solarenergie zu den regenerativen Energiesystemen zählt. Auf fossile Brennstoffe wird verzichtet und der CO2 Ausstoß damit maßgeblich verringert. Aus ökologischer Sicher ist Solarthermie daher besonders umweltschonend und empfehlenswert. Wer sich also für eine Solaranlage entscheidet, trägt damit aktiv zur Verringerung der CO2 Emissionen bei.

Kosten einer thermischen Solaranlage

Die Kosten einer Solarthermieanlage hängen vor allem davon ab, ob die Anlage ausschließlich zur Warmwasseraufbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung verwendet werden soll. Während eine Solarthermieanlage zur Bereitung von Warmwasser schon mit relativ geringen Kollektoren auskommt, muss eine Anlage zur Heizungsunterstützung wesentlich größer dimensioniert sein.

Eine weitere Unterscheidung gibt es dabei bei den Kollektoren selbst. Am meisten verbreitet sind die etwas günstigeren Flachkollektoren, während die teureren Röhrenkollektoren allerdings einen 30% höheren Wirkungsgrad aufweisen.

Die folgende Tabelle gibt Auskunft über die ungefähren Anschaffungskosten einer Solarthermieanlage für die Warmwasseraufbereitung, sowie für die Heizungsunterstützung. Hinzu kommen dabei noch jährliche Wartungskosten, da die Kollektoren regelmäßig auf ihre Frostsicherheit überprüft werden sollten.

Der große Nachteil von Solarthermieanlagen ist, dass sie sich nur langfristig rentieren. Durch die Einsparung bei Heizungskosten und Warmwasserkosten amortisiert sich eine solarthermische Anlage daher in etwa 15-20 Jahren. Danach sind die Energiekosten jedoch minimal, da die laufenden Kosten für Solarthermie äußerst gering sind.

Staatliche Förderungen

Für die Installation einer thermische Solaranlage stehen staatliche Förderungen zur Verfügung, die sich jedoch nur auf die Anschaffungskosten beschränken. Die Förderungen unterscheiden sich dabei von Region zu Region, während es vom Klima- und Energiefonds derzeit pauschal EUR 700,- pro Anlage gibt. Es empfiehlt sich daher, sich vor der Anschaffung einer Solarthermieanlage gründlich über etwaige Förderungen zu informieren.

Fazit: rentiert sich eine Solarheizung?

Ist eine Solarheizung nun sinnvoll? Das kommt dabei ganz auf die einzelnen Bedürfnisse und Vorstellungen an. Prinzipiell kann gesagt werden, dass Solaranlagen zur Warmwasseraufbereitung sehr effektiv sind, zum Heizen jedoch mit anderen Heizmethoden kombiniert werden müssen.

Auch wenn es staatliche Förderungen gibt, sind die Anschaffungskosten sehr groß und die Anlagen amortisieren sich nur auf lange Sicht. Dabei liegt jedoch auch ihr Vorteil. Denn je teurer fossile Brennstoffe in der Zukunft werden, desto eher rentiert sich der Umstieg auf Sonnenenergie. Sobald die Anlage amortisiert ist, sind die laufenden Kosten sehr gering. Dennoch sollte Solarthermie immer mit einer anderen Heizungsart, wie etwa einer Infrarot- oder Pelletsheizung kombiniert werden.

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