Solarthermie ist nachhaltig: Statt teure, fossile Brennstoffe wie Öl und Gas kannst du auch die Kraft der Sonne nutzen. Mittels Sonnenenergie kannst Du sowohl die Kosten für Warmwasserversorgung als auch für Heizung reduzieren.
Solarthermie ist nicht zu verwechseln mit Photovoltaik, kann aber als Hybridkollektorensystem kombiniert sein. Solarthermieanlagen sind flache oder röhrenförmige Sonnenkollektoren, die meist schwarze Flächen zur besseren Absorption der Sonnenstrahlen zeigen. Mit Solarthermie nutzt du die Wärme der Sonne um Warmwasser oder Heizwasser zu erwärmen.
Photovoltaikanlagen hingegen erzeugen mit ihren Solarzellen elektrischen Strom aus Sonnenlicht. Dieser Strom kann direkt genutzt, in entsprechenden Speichern zwischengelagert oder ins öffentliche Stromnetz eingespeist werden. Oft wird bei beiden einfach von einer “Solaranlage” gesprochen, was ja auch nicht falsch ist - denn die Sonne steht bei beiden im Vordergrund.
Wie funktioniert Solarthermie?
Solarthermie-Kollektoren sammeln die Wärme und geben diese an eine spezielle Flüssigkeit aus Wasser und Frostschutz weiter. Die Wärme zirkuliert im System und erhitzt über einen Wärmetauscher den Solarspeicher. Dabei werden Temperaturen von bis zu 95° Celsius erreicht. Hat die Trägerflüssigkeit die Wärme an den Solarspeicher abgegeben, wird sie über das Pumpensystem erneut nach oben befördert, um wieder Wärme aufzunehmen.
Die wichtigen Komponenten einer jeden Solarthermieanlage sind:
- die Solarkollektoren auf dem Dach
- ein elektronisch betriebenes Pumpensystem, das die Flüssigkeit zirkulieren lässt
- der Solarspeicher bzw. Pufferspeicher, um die Wärme zu speichern
- die Heizungsanlage, die eine Warmwassererzeugung übernehmen kann
Ohne Sonne geht nichts bei einer Solarthermieanlage. Um von der Wärmezufuhr durch die Kollektoren optimal zu profitieren, sollten diese optimalerweise nach Süden hin ausgerichtet sein. Ist dies nicht realisierbar, verringert sich der Ertrag an Sonnenwärme bei einer Ost- oder Westausrichtung um immerhin 10 Prozent. Ebenfalls nicht unerheblich ist der Neigungswinkel der angebrachten Kollektorfläche. Idealerweise sollte der Neigungswinkel 35 Grad betragen. Große Bäume, die Schatten spenden, reduzieren selbstverständlich den Wirkungsgrad einer Solarthermieanlage.
Solarspeicher
Im Pufferspeicher kann die Wärme zwischengelagert werden und dient dann als der “Wärme-Akku” innerhalb der Solarthermie. Auch wenn mehrere Tage keine Sonne scheint, steht Dir trotzdem weiterhin warmes Wasser zur Verfügung. Fällt in den dunkelsten Monaten die solarbetriebene Wärmeerzeugung ganz aus, übernimmt das ebenfalls an den Pufferspeicher angeschlossene Heizungssystem die Warmwasseraufbereitung. Wie groß die Kollektorfläche oder der Pufferspeicher sein sollte, hängt von der Anzahl der Personen im Haushalt ab. Eine wichtige Variable bei der Bestimmung der Kollektorflächengröße ist der tatsächliche Verwendungszweck. Geht es nur darum, Trinkwasser zu erwärmen? Oder soll das erwärmte Wasser das Heizungssystem bedienen? Im ersten Fall reichen zwischen 1,0 und 1,5 Quadratmeter für jede im Haushalt lebende Person. Soll das Warmwasser das Heizsystem unterstützen, ist der Flächenbedarf noch einmal ungleich höher: Hier gilt als Faustregel, dass für zehn Quadratmeter zu heizender Raumfläche ein Quadratmeter veranschlagt werden sollte.
Geht es nur um die Aufbereitung von warmem Trinkwasser, sollte für jede Person im Haushalt zwischen 60 und 80 Liter gerechnet werden. Soll das Heizungssystem über solar erzeugte Wärme betrieben werden, sollten es mindestens 1.000 Liter Fassungsvermögen sein. Für die Größe der Solarflächen heißt das: ein Quadratmeter Solarkollektorfläche kann zwischen 40 und 50 Liter mit Wärme versorgen.
Kosten für Solarthermie
Thermische Solaranlagen nutzen die Sonnenenergie, um Warmwasser und/oder die Heizungswärme bereitzustellen. Je nachdem, wie das System im Haus läuft, entstehen unterschiedliche Kosten. Willst Du nur die Warmwasseraufbereitung über die Solarthermie bewerkstelligen? Oder soll zugleich das Heizsystem mit Wärme versorgt werden? Erfahrungsgemäß belaufen sich die Kosten für ein durchschnittliches Einfamilienhaus auf 5.000 Euro, wenn es lediglich um die Warmwasserversorgung geht. Soll aber sowohl die Heizung wie auch die Warmwasserversorgung über Solarkollektoren laufen, stehen etwa 10.000 Euro Kosten für Kauf und Installation an.
Eine wichtige Variable bei den Solarthemiekosten sind die Kollektoren. Bei Flachkollektoren ist mit Summen um 300 Euro für den Quadratmeter (m²) Kollektorfläche zu rechnen. Du benötigst etwa 3 bis 4m² für Warmwasser und Heizung pro Person, oder 1,5m² nur für Warmwasser.
Ungleich effizienter sind Vakuumröhrenkollektoren, doch das schlägt sich auch bei den Preisen nieder. Hier zahlst Du rund 600 Euro für den Quadratmeter Kollektorfläche. Dafür benötigst du nur 2m² pro Person für Warmwasser und Heizung, oder 1m² nur für Warmwasser.
| Technik | Kosten pro m² Kollektorfläche | benötigte Kollektorfläche pro Person bei Warmwasser und Heizung | benötigte Kollektorfläche pro Person bei Warmwasser |
|---|---|---|---|
| Flachkollektoren | 300 € | 3 - 4m² | 1,5m² |
| Röhrenkollektoren | 600 € | 2m² | 1m² |
Sinnvoll ist es aber auch über Verbundlösungen nachzudenken und beispielsweise eine Pelletheizsystem mit einer Solarthermieanlage kombinieren. Dafür sprechen nicht nur Aspekte wie die CO₂-Neutralität beider Heizsysteme, sondern auch staatlichen Förderungen auf Bundes- und Landesebene.
Je nachdem, ob die Solarthermie nur der Brauchwasseraufbereitung oder auch heizungsunterstützend arbeiten soll, sind unterschiedliche Kosten zu veranschlagen. Wir geben zwei Beispiele aus der Praxis:
Solarthermie für Warmwasserbereitung
Familie 1 (2 Erwachsene, 2 Kinder) möchte günstigere Flachkollektoren, da das Dach des Familienhauses eine optimale Ausrichtung für Solarkollektoren aufweist. Die teureren Vakuumröhrenkollektoren wären nur bei einer lichttechnisch ungünstigeren Ausrichtung der Dachkonstruktion nötig.
Für die Flachkollektoren wählt der Familienhaushalt eine Fläche von insgesamt 6 Quadratmeter - entsprechend obiger Tabelle also 1,5 Quadratmeter pro Bewohner. Damit belaufen sich die Kosten allein für die Kollektoren auf 1.800 Euro. Der gewählte Wärmespeicher fasst 300 Liter und kostet 1.200 Euro. Hinzu kommen die Kosten für Rohre, Pumpen und Sicherheitsventile nebst Installationskosten in Höhe von insgesamt 1.700 Euro. Unterm Strich zahlt unsere Beispielfamilie daher 4.700 Euro.
Solarthermie für Warmwasser und Heizung
Familie 2 (2 Erwachsene, 2 Kinder) möchte nicht nur Warmwasser, sondern auch die Heizung mittels Solarthermie betreiben. Hier muss die Kollektorfläche dann um ein Vielfaches größer sein, da pro Person 4 Quadratmeter Kollektoren notwendig sind, also insgesamt 16 Quadratmeter. Bei einem angenommenen Preis von 300 Euro pro Quadratmeter ergeben sich allein für die Solarkollektoren 4.800 Euro. Noch einmal größer als bei einer reinen Wärmerzeugung durch solare Energie muss der Speicher mit einem Fassungsvermögen von 1.000 Litern gewählt sein. Dieser kostet 2.000 Euro, für weitere Komponenten und die Montage entstehen Kosten in Höhe von etwa 3.000 Euro. Insgesamt muss unsere Beispielfamilie also 9.800 Euro zahlen.
Förderungen für thermische Solaranlagen
Weg von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Gas wird staatlich gefördert. Wir listen die Fördergelder auf:
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Förderaktion “Solaranlagen 2020/2021”: Wer seine thermische Solaranlage mit Fördergeldern des Bundes installieren möchte, kann dies über die Förderaktion “Solaranlagen 2020/2021”. Das Problem: Die Registrierungsmöglichkeiten sind März 2022 ausgelaufen, eine Neuauflage für die Jahre 2022/22 wurde noch nicht angekündigt. Möglich war über die Förderaktion “Solaranlagen 2020/2021” eine Kostenpauschale in Höhe von 700 Euro.
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Förderungen auf Landesebene: Auf Landesebene bemessen sich die Förderungen entlang unterschiedlicher Standards. Hier holst Du Dir am besten direkt beim Land die Infos.
Vorteile und Nachteile der Solarthermie
Solarthermie ist extrem umweltfreundlich, weil uns die Sonne als erneuerbare Energiequelle lacht. Da kommen wir auch zu einem Nachteil – sie lacht uns nicht immer. Dementsprechend ist die Solarthermie abhängig von Sonnentagen.
In unseren Breiten bietet die Solarthermie im Jahresdurchschnitt in energieeffizienten Häusern bei der Warmwasserversorgung bis zu 60 Prozent Einsparungen, bei der Kombination von Wasser und Heizung etwa ein Drittel Kosteneinsparung. Naturgemäß ist diese vom Sonnenstand abhängig, daher kannst du in den Sommermonaten von Mai bis September die Warmwasserversorgung zu 100-Prozent und damit vollkommen autark über die Solaranlage auf dem Dach sicherstellen. In den Wintermonaten, besonders im Dezember und Jänner hingegen kann sie das Heizsystem allerdings nur unterstützen.
( Artikel veröffentlicht: 23.01.2023 )
