Erneuerbare Energien

Sonnenwärme satt

Heizöl und Gas sparen mit Solarthermie-Systemtechnik

Dienstag, 21.02.2023

Angesichts der aktuellen politischen Ereignisse, der gestiegenen Energiepreise und mit Blick auf die ambitionierten Klimaschutzziele will die Bundesregierung den Ausstieg aus fossilen Energien beschleunigen. Für neue und bestehende Heizsysteme bietet sich in diesem Kontext der Einbau eines Solarthermie-Systems an.

Zur Nutzung von Sonnenwärme ist grundsätzlich eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete Dachfläche am besten geeignet. Der optimale Winkel ist abhängig von Anlagentyp und Art des Kollektors.
Quelle: Wolf GmbH
Zur Nutzung von Sonnenwärme ist grundsätzlich eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete Dachfläche am besten geeignet. Der optimale Winkel ist abhängig von Anlagentyp und Art des Kollektors.

Knapp 2,5 Millionen Haushalte nutzen Solarthermie. Die Wärmeleistung dieser Anlagen summiert sich auf 14,4 GW. In den letzten Jahren hat die Solarthermie jedoch stetig an Bedeutung verloren – durch den Aufschwung von elektrischen Wärmepumpen und Photovoltaik (PV). Für das laufende Jahr 2022 erwarten die beiden Branchenverbände BDH und BSW Solar aber wieder einen Nachfrageschub bei solarthermischen Anlagen, so wie bereits im Jahr 2021.

Für die gestiegene Nachfrage sind sicherlich auch die in den letzten Monaten drastisch gestiegenen Heizöl- und Erdgaspreise verantwortlich. Hinzu kommt die steigende CO2-Abgabe, die fossile Brenn- und Kraftstoffe zusätzlich verteuert. Außerdem bereitet die Bundesregierung diverse Maßnahmen vor, um den CO2-Ausstoß im Gebäudewärmebereich zu reduzieren und Deutschland rasch unabhängiger von fossilen Brennstoff-Importen zu gestalten.

Dazu wird es im Wesentlichen eine Neujustierung des Gebäudeenergiegesetzes (GEG) sowie von Fördermaßnahmen geben. Viele der genannten Effekte und Maßnahmen werden auch die Attraktivität von solarthermischen Anlagen erhöhen. Dadurch lassen sich nicht nur Brennstoffverbrauch und -kosten senken, sondern es ermöglicht den Haushalten auch, sich unabhängiger von den fossilen Energieträgern zu machen.

Die Solarwärmenutzung ist in fast allen deutschen Regionen mit Flach- und Vakuumröhrenkollektoren möglich.
Quelle: Wolf GmbH
Die Solarwärmenutzung ist in fast allen deutschen Regionen mit Flach- und Vakuumröhrenkollektoren möglich, denn die Sonneneinstrahlung liegt durchschnittlich bei jährlich etwa 1.000 kWh/m2.

Welche Solarthermieanlage für welches Dach?

Die Solarwärmenutzung ist in fast allen deutschen Regionen mit Flach- und Vakuumröhrenkollektoren möglich, denn die Sonneneinstrahlung liegt durchschnittlich bei jährlich etwa 1.000 kWh/m2. Letztlich entscheiden die konkreten Standortbedingungen, die eingesetzte Technik und die effiziente Einbindung in das Heizsystem des Gebäudes über die tatsächliche Höhe des Solarertrags. Generell wichtig ist, dass keine Schatten dauerhaft auf die Kollektoren fallen.

Zur solarthermischen Nutzung ist grundsätzlich eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete Dachfläche mit einer Neigung von etwa 30 bis 70 Grad am besten geeignet, abhängig auch von Anlagentyp und Art des Kollektors. Falls eine Solarthermieanlage nur die Trinkwassererwärmung 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 geeigneter. Bei steileren Neigungen erhöht sich der Strahlungseinfall auf den Kollektor in der Übergangszeit und im Winter, weil dann die Sonne flacher steht. Gleichzeitig reduzieren sich dadurch die sommerlichen Solarwärme-Überschüsse. Mit Blick auf die höheren Außentemperaturen an winterlichen Nachmittagen ist bei der solaren Heizungsunterstützung ein nach Südwest ausgerichtetes Dach günstiger als ein nach Südost orientiertes.

Die Investition in eine Solarthermieanlage ist langfristig gesehen eine ökonomisch und ökologisch sinnvolle Entscheidung.
Quelle: Wolf GmbH
Die Investition in eine Solarthermieanlage ist langfristig gesehen eine ökonomisch und ökologisch sinnvolle Entscheidung.

Auslegung und Deckungsanteile

Reine Trinkwassererwärmungsanlagen werden auf einen solaren Jahresdeckungsanteil von 50 bis 60 Prozent ausgelegt, von Mai bis August beträgt der Deckungsanteil oft 100 Prozent.

Abschätzen lässt sich die Speicher- und Kollektorgröße zum Beispiel mit der „Faustregel“ des BDH-Informationsblatts Nr. 17 („Thermische Solaranlagen“): Zur Ermittlung des Speichervolumens wird im ersten Schritt der Tagesbedarf für Warmwasser aller im Haus lebenden Personen addiert. Für das benötigte Speichervolumen wird dann der 1,5- bis 2-fache Tagesbedarf angesetzt. Ebenfalls mit einer „Daumenregel“ lässt sich aus dem Speichervolumen die Kollektorfläche ermitteln: Pro 100 l Speichervolumen wird eine 1,5 m2 Flach- bzw. 1,0 m2 Röhrenkollektorfläche benötigt.

Die Auslegung einer kombinierten Solaranlage zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung („Kombi-Anlage“) ist mit einfachen Faustformeln allerdings nicht mehr abbildbar, weil es zu viele Einflussfaktoren gibt, wie beispielsweise:

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