Solarthermie

Solarthermische Systeme nutzen die Wärmeenergie die von der Sonne täglich auf der Erde einfällt. Man unterscheidet aktive und passive Systeme. Passive Nutzung bedeutet, dass die einfallende Sonnenenergie ohne die Zuhilfenahme von technischen Apparaturen wie z.B. Solarkollektoren genutzt wird. Entscheidend ist hier die Position und Ausrichtung eines Gebäudes sowie die verwendeten Materialien. So lässt sich z.B. mehr Sonnenwärme einfangen wenn das Gebäude viele Fensterflächen ausweist.

Aktive Nutzung findet statt wenn Wärme gezielt mit Solarkollektoren gesammelt und in den Wärmekreislauf des Hauses eingespeist wird (z.B. über Wärmetauscher). Solche thermischen Solaranlagen sind technisch schon weit ausgereift - sie erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80%.

Die Einsatzmöglichkeiten der heute technisch ausgereiften Solaranlagen erstrecken sich im Wesentlichen auf folgende drei Bereiche

  • Solare Brauchwasserbereitung
  • Solare Unterstützung der Raumheizung
  • Solare Schwimmbadheizung

Mit dem Einbau einer thermischen Solaranlage lassen sich in normalen Haushalten die Heizkosten drastisch reduzieren (bis zu maximal 60%), weil die Sonnenenergie einen großen Teil der Bereitstellung von Wärme übernimmt und damit der konventionelle Heizkessel entlastet wird. In den Sommermonaten können in der Regel problemlos 100% des Warmwasserbedarfs durch die Solarenergie abgedeckt werden. In den kälteren Jahreszeiten benötigt die Anlage dann die Unterstützung des normalen Heizkessels.

Amortisationszeit: Mit einer thermischen Solaranlage kann der Besitzer kein Geld verdienen (denn er gibt keine Wärme an das öffentlich Netz ab), durch die Entlastung der Heizung (Verringerung der Kosten für Warmwasser und ggf. für Beheizung) kann man aber eine Menge Geld sparen. Bei den aktuellen Energiepreisen liegt die Amortisationszeit einer thermischen Solaranlage bei 8 bis 11 Jahren bei einer durchschnittlichen Lebensdauer der Kollektoren von 50 Jahren. Da zu erwarten steht, dass die Preise für Öl und Gas auch in den nächsten Jahren weiter steigen, wird die Amortisationszeit in Zukunft kürzer werden.

Kosten: Die Kosten für eine thermische Solaranlage hängen von mehreren Faktoren ab und können daher allgemein nur relativ unbestimmt mit ein- bis zweitausend Euro pro Quadratmeter Kollektorfläche angegeben werden. Die Website solarcontact.de bietet Ihnen allerdings einen komfortablen Kostenrechner mit dem Sie die Kosten für Solaranlagen (thermisch und elektrisch) schätzen lassen können.

Förderung: Fördermittel für die Installation einer thermischen Solaranlage mit Flachkollektoren können aus dem Marktanreizprogramm Erneuerbare Energien des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) bezogen werden. Aktuell werden dort Kollektoren mit 84€ pro Quadratmeter Kollektorfläche gefördert (bis 200 Quadratmeter Fläche, ab da mit 48€ pro Quadratmeter)
Anlagen mit Heizungsunterstützung werden mit einem erhöhten Fördersatz von 108€ pro Quadratmeter bezuschusst. Anträge für Fördermittel können dieses Jahr noch bis zum 15. 10. gestellt werden. Weitere Informationen bekommen Sie direkt beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle.

Des Weiteren ist es möglich aus Programmen der KfW-Förderbank zinsgünstige Darlehen für die Realisierung einer thermischen Solaranlage zu bekommen. Die KfW-Förderbank gewährt Kredite bis zu 100% der Investitionssumme oder bis zu maximal 50.000€. Weitere Informationen bekommen Sie auf der Website der KfW-Förderbank.

Entlastung der Umwelt

Gut geplante und leistungsfähige Sonnenkollektoranlagen leisten einen bedeutenden Beitrag zur Verminderung klimawirksamer Schadstoffe wie CO2, SO2 usw.. Das Diagramm Emissionen zeigt die Verminderung von CO2-Belastungen pro Jahr mit Hilfe einer Solaranlage, bei einem Warmwasserverbrauch im Haushalt von 200l pro Tag (verglichen mit anderen Warmwasserbereitungen).

Solare Brauchwasserbereitung

Die einfallende Sonnenstrahlung erzeugt im Kollektor Wärme, die durch eine Wärmeträgerflüssigkeit abgeführt und an den Wärmetauscher zur Erwärmung des Brauchwassers im Solarspeicher abgegeben wird. Pumpe und Solar-Regler sorgen dafür, dass die Solaranlage nur dann in Betrieb ist, wenn das Energieangebot der Sonne zur Speichererwärmung ausreicht. Der zweite nachgeschaltete Wärmetauscher im oberen Bereich des Solarspeichers übernimmt die Nachheizung des Brauchwassers wenn die Sonnenstrahlung nicht ausreicht.

Solare Unterstützung der Raumheizung

Eine Solaranlage kann auch zur Unterstützung der Raumheizung verwendet werden. Die Kollektorfläche beträgt hierbei ca. 15% der zu beheizenden Wohnfläche. Auch Warmluftkollektoren können hier sehr effizient eingesetzt werden. Gute Wärmedämmung des Hauses und passive Nutzung der Solarenergie sind jedoch Voraussetzung für eine wirkungsvolle Heizungsunterstützung.

Solare Schwimmbadheizung

Da die Wasserbecken nur im Sommer beheizt werden, können einfache Kollektorsysteme aus Kunststoff eingesetzt werden. Die Anlagen werden direkt in den Filterkreislauf integriert und sind besonders kostengünstig.

Kollektorarten

Herzstück einer Solaranlage ist der Kollektor. Er besteht im Wesentlichen aus einem Absorber und einem Gehäuse das diesen umschließt. Je nach Bauart unterscheidet man verschiedene Typen von Kollektoren.

Flachkollektoren
Der Flachkollektor besitzt einen großflächigen Absorber, der möglichst komplett aus (hochselektiv beschichteten) Kupfermaterial besteht und sowohl hinten als auch seitlich mit einer hitzebeständigen Wärmedämmung versehen ist. Die Oberseite ist mit einem speziellen Solarsicherheitsglas abgedeckt. Flachkollektoren haben ein gutes Preis-Leistungsverhältnis und Garantiezeiten bis zu 10 Jahren!

Vakuumröhrenkollektoren
Vakuumröhrenkollektoren bestehen aus einem Gestell mit mehreren nebeneinander befestigten Glasröhren, in denen sich jeweils ein Absorberstreifen befindet. Die Röhren sind evakuiert (luftleer) und erreichen dadurch eine besonders gute Wärmedämmung. Empfohlen werden Rohr in Rohr-Vakuumröhren.

Dimensionierung

Die genaue Dimensionierung Ihrer Solaranlage sollten Sie einem Fachmann überlassen. Eine Vorplanung ermöglichen aber auch die folgenden Anhaltswerte: Pro Person im Haushalt benötigt man ungefähr 1,0 - 1,3m2 Kollektorfläche (Röhrenkollektor ca. 0,6m2 - 0,8m2) und ca. 60 - 80l Speichervolumen des Warmwasserspeichers pro Quadratmeter Kollektorfläche.

Planung

Ein sonniger, verschattungsfreier Standort, an dem sich die gewünschte Kollektorfläche problemlos unterbringen lässt, ist ausschlaggebend für eine hohe Energieernte. Kollektoren sollen möglichst nach Süden orientiert sein und können Aufdach, Indach und Flachdach (bzw. an der Wand) montiert werden. Eine Abweichung von 45° nach Ost oder West verringert die Energieausbeute nur geringfügig. Dächer mit einer Neigung von 15° bis 60° sind prinzipiell für den Betrieb einer thermischen Solaranlage geeignet, - je größer der Neigungswinkel, um so genauer muss die Orientierung nach Süden eingehalten werden.
Planen Sie gleichzeitig oder für einen späteren Zeitpunkt die Installation einer Photovoltaikanlage, so sollte ein entsprechender Platz oberhalb der Kollektoren vorgesehen werden. Verläuft der Dachfirst in Nord-Süd-Richtung, so können die Kollektoren auch auf dem Wintergarten oder dem Garagendach angebracht werden. Ein Gartenhaus und das Balkongeländer bieten ebenfalls geeignete Montagemöglichkeiten. Durch Aufständerung der Kollektoren werden auch die Flächen von Flachdächern nutzbar. Müssen Solarleitungen nachträglich installiert werden, dann bieten sich leere Lüftungs- und Installationsschächte, überzählige Kamine, zusätzlich angebrachte Regenfallrohre, Treppenhäuser und untergeordnete Räume zur Leitungsführung an.

Langfristige Planung

Kann der Wunsch nach einer Solaranlage nicht sofort realisiert werden, dann können mit geringem finanziellen Aufwand folgende vorbereitende Arbeiten durchgeführt werden, damit ein Nachrüsten mit Solarthermie in den kommenden Jahren schnell und unkompliziert realisiert werden kann:

  • Verlegen von zwei Kupferrohren (kein Kunststoff !) mit sehr guter und hitzebeständiger Wärmedämmung (bis ca. 170°C, kein Kunststoff) und einem Fühlerkabel, vom Heizraum bis zum Dachboden.
    (für Kollektorflächen unter ca. 10m2: Kupferrohr 18mm, für Kollektorflächen über 10m2: Kupferrohr 22mm)
    für evtl. geplante PV-Anlage sind drei Elektroleerrohre mit 35mm vorzusehen.

  • Installation eines solartauglichen Speichers mit folgenden Merkmalen:

    • Senkrecht stehend, mind. 2,5 mal so hoch wie breit

    • Mind. 8 - 10cm Wärmedämmung,

    • mind. zwei großflächige Glattrohrwärmetauscher,

    • seitliche Anschlüsse im oberen Speicherbereich mit Siphonbögen nach unten montieren,

    • Zirkulationspumpe unbedingt mit Taster- oder elektronischer Temperatursteuerung, dabei den Rücklauf am Kaltwasseranschluss; anbinden.

    • Brauchwassermischer am Warmwasserausgang

    • Warmwasserleitungen im Haus möglichst kurz planen und gut Wärme dämmen.

Stellenwert & Potenzial (Deutschland, Landkreis Neumarkt)

Aktuell sind in Deutschland rund 6,2 Millionen Quadratmeter Solarkollektorfläche installiert. Auf dieser Flächen werden etwa 0,2% des Wärmeenergiebedarfes der Bundesrepublik erzeugt. Langfristig sieht die Regierung ein jährliches Potenzial von 290 TWh in der Solarthermie - gemessen am aktuellen Verbrauch für die Wärmebereitstellung wären dies 19%.

Im Landkreis Neumarkt gibt es derzeit ungefähr 3.600 thermische Solaranlagen. Bei einem Einsparpotenzial von 300l Heizöl (Mittelwert) pro Jahr und Anlage werden schon heute jährlich 3,3 Kilotonnen Kohlendioxidemissionen vermieden.


Links zum Thema

Logo: BAFA

Förderkreis Solar- und Windenergie Neumarkt i. d. OPf. e.V.
Veranstaltungen und Fördertipps für die Region
www.solarkreis.de

Logo: BAFA

Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle
Förderung solarthermischer Anlagen
www.bafa.de

Logo: KfW-Förderbank

KfW-Förderbank
Kredite für thermische Solaranlagen
kfw-foerderbank.de


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