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Solarthermie: Solarenergie für Heizung und Warmwasser nutzen

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Die Sonne für die Heizung und fürs Warmwasser nutzen – das lohnt sich, wenn Ihr Bedarf groß genug und die Solaranlage richtig eingestellt ist.

Das Wichtigste in Kürze:

  • Mit Solarthermie nutzen Sie die Wärme der Sonnenstrahlen, die Sie für die Heizung und Ihr Warmwasser einsetzen können.
  • Sinnvoll ist eine Solarwärme-Anlage nur dann, wenn Sie einen großen Anteil von Ihrer selbst erzeugten Wärme auch verbrauchen können.
  • Für den Ertrag einer solarthermischen Anlage sind die Größe der Kollektoren, ihre Ausrichtung und Neigung sowie die Art der Heizung entscheidend.
  • Wirtschaftlich attraktiver wird eine Solarthermieanlage durch Förderprogramme und die Abgaben für CO2-Emissionen.
Auf einem Dach ist ein Solarmodul installiert.
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Solarthermie – Was ist das?

Sie möchten Ihr Duschwasser oder Ihre Räume von der Sonne erwärmen lassen? Das funktioniert mit einer Solarthermie-Anlage. Diese Art von Solaranlage nutzt die Wärme der Sonnenstrahlen. Möglich wird das mit Hilfe von flachen oder röhrenförmigen Sonnenkollektoren auf dem Dach, die meist schwarz beschichtete Absorberflächen enthalten.
Im Unterschied zu einer Photovoltaik-Anlage, die mit Hilfe von Solarzellen elektrischen Strom aus Sonnenlicht erzeugt, liefert eine Solarthermie-Anlage Wärme zur Erwärmung des Trink- und Duschwassers oder auch zur Unterstützung der Heizung.

So funktioniert eine Solarthermie-Anlage

 
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Bei einem System mit solarer Heizungsunterstützung wird die Solarwärme nicht direkt an das Trinkwasser abgegeben, sondern in einen Heizwasser-Pufferspeicher geführt. Dieser versorgt sowohl das Heizungssystem als auch die Trinkwassererwärmung mit Wärme. Der Heizkessel gibt Heizwärme über einen eigenen Wärmetauscher an den Pufferspeicher, wenn die Sonneneinstrahlung für den Heizungsbedarf nicht ausreicht.

In Deutschland werden vorwiegend Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren installiert. Beide Kollektortypen arbeiten nach dem gleichen Prinzip. Allerdings sind bei den Vakuumröhren die Absorberflächen und die Leitungen, die die Wärme transportieren, besser isoliert.

Auch der Flächenbedarf unterscheidet sich bei den beiden Kollektortypen: 

Tabelle

Lohnt sich Solarthermie?

Solarthermie ist sinnvoll, wenn Sie den Umstieg von fossilen Brennstoffen auf erneuerbare Energieträger voranbringen und Energiekosten sparen möchten. Allerdings sollten Sie die Anlage möglichst passgenau auf Ihren Bedarf abstimmen. Denn Sie sollten die Kollektorfläche nur so groß wählen, damit nicht mehr Sonnenwärme produziert wird, als Sie auch verbrauchen können. Im privaten Haushalt wird das für Sie bei einer Solarthermie-Anlage, die ausschließlich das Wasser erwärmt, wirtschaftlich interessant, wenn mindestens drei Personen im Haushalt leben. Auch sollten die Warmwasserleitungen wegen der Verluste entlang der Leitungen nicht zu lang sein.

Ab einer benötigten Warmwassermenge von etwa 40 Kubikmeter pro Jahr und Haushalt ist es sinnvoll, über eine solarthermische Anlage nachzudenken. Vor allem Haushalte mit einem erhöhten Warmwasserbedarf, beispielsweise mit einem Schwimmbad, können recht gut von einer Solarthermie-Anlage profitieren.

Ebenfalls sinnvoll ist der Einsatz von Sonnenenergie zur Heizungsunterstützung, wenn Sie bereits einen großen Heizwasserspeicher (Pufferspeicher) haben, zum Beispiel in Verbindung mit einem Holzpelletkessel.

Bei einem eher geringeren Warmwasserbedarf oder bei großen Entfernungen zwischen Heizung und Entnahmestellen kann eine dezentrale Erwärmung mit einem effizienten elektrischen Gerät sinnvoller sein, weil dann der technische Aufwand und auch die Umwälzungsverluste entfallen. Dann lässt sich die erforderliche Dach- oder Fassadenfläche eventuell besser für eine Photovoltaikanlage oder zur Begrünung nutzen.

Vorteile einer Solarthermie-Anlage

  • Mit Solarthermie tragen Sie aktiv zur Energiewende bei, weil Sie zumindest einen Teil Ihres Energiebedarfs direkt durch Sonnenkraft decken.
  • Sie sparen Kosten für (fossile) Brennstoffe ein und vermeiden deren Emissionen. 
  • Solarthermie-Anlagen können auch den Stromverbrauch senken, beispielsweise indem Sie die Waschmaschine mit Warmwasseranschluss an das von der Sonne erwärmte Wasser anschließen.

Nachteile einer Solarthermie-Anlage

Solarthermie hat ein grundsätzliches Problem, wenn es um die Unterstützung der Heizung geht:

  • Im Sommer, wenn genug Sonnenenergie vorhanden ist, müssen keine Räume beheizt werden.
  • Dagegen reicht die Sonneneinstrahlung im Winter oft nicht aus, um die Heizung damit vollständig zu betreiben. Dann muss ein weiterer Wärmeerzeuger (Wärmepumpe, Pellet- oder Scheitholzkessel, eventuell ein noch vorhandener Öl- oder Gaskessel) einspringen.
  • Die Installation ist oft relativ aufwendig, weil Rohre für die Wärmeträgerflüssigkeit vom Dach bis zum Solarspeicher geführt werden müssen.
  • Für kleine Haushalte (1-2 Personen) mit geringem Warmwasserbedarf ist eine Solarthermie-Anlage eher unwirtschaftlich.

Was kostet eine solarthermische Anlage?

Während die Nachfrage nach Photovoltaik-(PV-)Anlagen in den vergangenen Jahren stark gestiegen ist und die Preise dafür entsprechend gefallen sind, stagnierte bei gleichbleibenden Kosten die Nachfrage nach Solarthermie. Inzwischen sind die Fördermittel für Wärmetechniken wie die Solarthermie finanziell auch wieder attraktiver geworden.

Wenn Sie ein Angebot einholen, müssen Sie bei einer Flachkollektoranlage die folgenden Größenordnungen berücksichtigen:

Trinkwassererwärmung 3-6 m² + 300 - 400 l Solarspeicher
mit Heizungsunterstützung 10-12 m² + 600 - 800 l Kombispeicher

Lassen Sie sich auch eine jährliche Wartung anbieten.

Eine Anlage mit Vakuumröhren-Kollektoren kommt mit weniger Fläche aus, die Kollektoren sind aber auch teurer. Welcher Kollektortyp für Sie in Frage kommt, hängt oft davon ab, wo Sie die Kollektoren anbringen möchten, wie viel Fläche zur Verfügung steht und welche baulichen Gegebenheiten vorliegen.

Durch öffentliche Fördermittel können Sie die Investitionskosten spürbar senken. Dass Technologien mit erneuerbaren Energien zum Einsatz kommen, ist inzwischen Bedingung bei vielen Förderprogrammen.

Weitere Informationen zu Förderprogrammen haben wir für Sie auf unserer Homepage gesammelt. Beachten Sie, dass Sie Zuschüsse und zinsgünstige Darlehen meistens vor dem Kauf beantragen müssen.

Was Sie vor der Investition in eine solarthermische Anlage bedenken sollten

Ob Sie die Anschaffungskosten einer Solarthermie-Anlage mit der Zeit durch niedrigere Brennstoffkosten ausgleichen können, hängt von verschiedenen Faktoren ab:

  • dem Ertrag der Anlage (regelmäßige Kontrolle und Optimierung der Einstellungen erhöhen den Ertrag),
  • wie intensiv Sie die Wärme aus der Anlage nutzen,
  • den Investitionskosten und Fördermitteln,
  • den künftigen Energiepreisen und 
  • den CO2-Preisen (unseren kostenlosen, interaktiven Rechner dazu finden Sie im Text Klimapaket).

Eine Energieberatung kann Ihnen helfen herauszufinden, ob sich eine Solaranlage im Rahmen einer üblichen Lebensdauer von etwa 20 bis 30 Jahren für Ihren Haushalt lohnt.

Tipps:

  • Falls Sie eine neue Heizungsanlage oder einen neuen Warmwasserspeicher benötigen, sollten Sie darüber nachdenken, ob Sie eine Solarthermie-Anlage in Ihr System integrieren möchten. Kessel, Solaranlage und Speicher können zu diesem Zeitpunkt optimal aufeinander abgestimmt werden. Durch eine neue Heizungsanlage mit Solarthermie verbessert sich die Effizienz (vgl. Heizungslabel).
  • Muss Ihr Dach neu eingedeckt werden, können Sie bis zu 20 Prozent der Montagekosten für eine solarthermische Anlage sparen, wenn Sie diese gleichzeitig montieren lassen.
  • Berechnen Sie Ihren Bedarf an Warmwasser genau und richten Sie die Größe Ihrer Anlage daran aus. Sie sollte nicht größer als nötig sein. Denn die Wirtschaftlichkeit einer Solarthermie-Anlage hängt entscheidend davon ab, ob Wärmebedarf und Anlagengröße im richtigen Verhältnis zueinander stehen.
  • Den Anteil erneuerbarer Energien können Sie erhöhen, indem Sie Ihre Solarthermie-Anlage mit einer Wärmepumpe, einem Holz- oder Holzpelletkessel kombinieren.

Falls Sie Fördermittel für die Solarthermie-Anlage in Anspruch nehmen können, rechnet sich die Investition schneller. Förderprogramme und die CO2-Abgaben auf fossile Emissionen erhöhen die wirtschaftliche Attraktivität.

Voraussetzungen für einen optimalen Ertrag

Damit Sie Ihre Solarthermie-Anlage möglichst optimal nutzen können, sind folgende Faktoren ausschlaggebend:

Größe der Kollektorfläche - für die Warmwasserbereitung

In der Regel benötigen Sie für einen 4-Personen-Haushalt eine Kollektorfläche von 5–6 m2 (Flachkollektoren) und Pufferspeicher mit einem Volumen von 300–400 Liter, um 50–60 Prozent des jährlichen Energiebedarfs für die Warmwasserbereitung über die Solarthermie-Anlage zu decken. Möchten Sie zusätzlich eine Wasch- und /oder Spülmaschine mit Warmwasser versorgen, müssen Sie 30–50 Liter pro Gerät hinzu rechnen.

Diese Auslegung basiert auf der Annahme, dass Ihr Bedarf an Warmwasser etwa 25–30 Prozent Ihres gesamten Wasserverbrauchs ausmacht.

Größe der Kollektorfläche - für die Heizungsunterstützung

Hier finden Sie häufig Systeme mit mindestens 10–15 m2 Kollektorfläche (Flachkollektoren) und einem Pufferspeicher zwischen 700 und 1.200 Liter. Mit einer solarthermischen Anlage dieser Größe können Sie grob geschätzt in einem Altbau 10–20 Prozent und in einem Energiesparhaus 25–40 Prozent der Heizenergie decken (solarer Deckungsgrad).

Ausrichtung und Neigung der Kollektoren

Die Sonne strahlt in den Sommermonaten relativ steil auf das Dach. Daher kann die Neigung der Kollektoren flach sein, um warmes Wasser zu bereiten. Für eine Solaranlage mit Heizungsunterstützung bieten allerdings eine Dachneigung von 45–55 Grad und eine Ausrichtung nach Süden (bis zu einer Abweichung von 15 Grad) sehr gute Voraussetzungen. So können die Kollektoren auch im Herbst und Frühjahr das schräg einfallende Sonnenlicht auffangen und mit der gewonnenen Wärme große Anteile der benötigten Leistung für die Heizung abdecken. Bei einem weniger geneigten Dach können Sie mit einer etwas größeren Kollektorfläche doch noch den gewünschten Ertrag erzielen.

Versuchen Sie, Schatten auf den Kollektoren zu vermeiden ‒ etwa durch Schornsteine, Gauben, SAT-Empfänger, Nachbargebäude und Bäume.

Was tun, wenn die Solaranlage nicht optimal läuft?

Haben Sie in den Sommermonaten nicht genug warmes Wasser? Die Anlage gibt Geräusche von sich? Sie wird zu heiß? Wasser und Dampf strömen aus? Dann läuft Ihre Anlage offensichtlich nicht optimal. Meist sind länger anhaltende Probleme auf Fehler in der Planung oder bei der Montage sowie auf fehlende Wartung zurückzuführen.

Auch Luft im Solarkreis oder eine fehlende Abblaseleitung können für Störungen im Betriebsablauf sorgen.

Wo der Fehler liegt und wie er sich beheben lässt, ist in der Regel aber nur vor Ort von Fachleuten zu klären. Daher sollten Sie am besten die Hilfe eines Solarfachbetriebs oder von Installateur:innen anfordern.

Weitere Informationen zu Kosten und Nutzen, Einsatzmöglichkeiten und Voraussetzungen einer Solarthermie-Anlage finden Sie in unserem Ratgeber "Heizung" sowie im Ratgeber "Strom und Wärme: Wege zum energieautarken Haus".