Solarthermie
Solarthermie: Was ist das?
Die Funktionsweise der Solarthermie basiert auf der Wärmeübertragung durch Sonnenstrahlung. Ähnlich wie die Sonne die Haut erwärmt, erwärmen sich auch die Kollektoren einer Solarthermieanlage im Sonnenlicht. Die Kollektoren nehmen die Sonnenenergie auf und übertragen sie mit möglichst geringen Verlusten auf eine Flüssigkeit, die sich dadurch erhitzt. Diese Solarflüssigkeit wird dann durch Rohrleitungen zu einem Trinkwasser- oder Pufferspeicher im Haus geleitet, wo die thermische Energie gespeichert wird. Nachdem sich das Medium im Speicher abgekühlt hat, kehrt es zum Kollektor zurück, um erneut Solarwärme aufzunehmen. Ein zusätzlicher Wärmeerzeuger wie eine Gasheizung, eine Wärmepumpe oder eine Holzheizanlage ergänzt die Solarheizung und sorgt für ausreichend Wärme, wenn die Sonne nicht scheint.
Bauteile für Solarheizungen und Warmwasser-Solaranlagen
Um die Funktionsweise der Solarthermie effizient umzusetzen, sind verschiedene Bauteile erforderlich. Ein wichtiger Bestandteil ist der Kollektor, der das Sonnenlicht in Wärme umwandelt. Je nach Bauweise gibt es Flachkollektoren und Röhrenkollektoren. Flachkollektoren bieten ein gutes Preis-Leistungs-Verhältnis, während Vakuumröhrenkollektoren leistungsstärker sind und sich besonders für ungünstige Bedingungen oder begrenzte Platzverhältnisse eignen.
Da Wärme auch dann benötigt wird, wenn die Sonne nicht scheint, ist ein Wärmespeicher neben den Kollektoren erforderlich. Der Wärmespeicher nimmt die am Tag gewonnene Sonnenenergie auf und gibt sie zeitversetzt wieder ab. Dadurch ist es beispielsweise möglich, auch nachts mit solar erhitztem Wasser zu duschen.
Weitere wichtige Komponenten sind Rohrleitungen, Armaturen und Regelsysteme, die die Kollektoren mit dem Wärmespeicher verbinden und einen sicheren und effizienten Betrieb der Solarthermie gewährleisten.
Wenn die Temperatur im Speicher abfällt, beispielsweise aufgrund geringer Sonneneinstrahlung, sorgt eine Zusatzheizung für Komfort. Die Regelung der Solarthermie schaltet dann auf eine Gasheizung, eine Wärmepumpe oder einen Pelletkessel um, um die fehlende Wärmemenge bereitzustellen. Der vollautomatisch arbeitende Solarregler gewährleistet einen reibungslosen Betrieb der Anlage, ohne dass die Nutzer etwas davon merken.
Kosten einer Solarthermie
Die Kosten einer Solarthermieanlage hängen ebenfalls von mehreren Faktoren ab, darunter:
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Größe der Anlage: Die Größe der Solarthermieanlage beeinflusst die Gesamtkosten. Größere Anlagen, die mehr Warmwasser oder Heizenergie erzeugen sollen, sind in der Regel teurer.
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Art der Solarthermieanlage: Es gibt verschiedene Typen von Solarthermieanlagen, wie Flachkollektoren oder Vakuumröhrenkollektoren. Die Art der Kollektoren kann die Kosten beeinflussen.
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Leistungsfähigkeit der Kollektoren: Hochwertigere und effizientere Kollektoren sind oft teurer, aber sie können auch eine bessere Leistung und Effizienz bieten.
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Montagesystem und Installation: Die Kosten für Montagesysteme und Installation können erheblich sein, insbesondere wenn es um komplexere Installationen oder Dacharbeiten geht.
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Warmwasserspeicher oder Heizungssystem: Je nach Anwendung benötigt eine Solarthermieanlage möglicherweise einen Warmwasserspeicher oder muss in das Heizungssystem integriert werden, was zusätzliche Kosten verursachen kann.
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Standort: Der Standort beeinflusst die Sonneneinstrahlung und damit die Effizienz der Solarthermieanlage. Eine bessere Sonneneinstrahlung kann zu einer höheren Ausbeute führen, aber die Kosten können auch höher sein, wenn spezielle Maßnahmen für den Standort erforderlich sind.
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Förderungen und finanzielle Anreize: In einigen Ländern oder Regionen gibt es möglicherweise staatliche Förderprogramme oder finanzielle Anreize für den Einbau von Solarthermieanlagen, die die Kosten reduzieren können.
Was kostet eine Solarthermie für ein Einfamilienhaus?
Als grobe Orientierung können die Kosten für eine durchschnittliche Solarthermieanlage für Warmwasser gesorgt oder auch die Heizung unterstützt werden. Solarthermie für ein durchschnittliches Einfamilienhaus kostet im Schnitt rund 5.000 Euro für Warmwasser und 10.000 Euro für Heizung und Warmwasser.
Entscheidung: Vor- und Nachteile
Ist eine Solarheizung sinnvoll zur Heizungsunterstützung oder zur Warmwasserbereitung? Die Sonne stellt keine Rechnung, das heißt, je mehr Energie aus der Solarthermie gewonnen wird, desto niedriger sind die Heizkosten. Allerdings steigen mit der Größe der Anlage auch die Anschaffungskosten, sodass ein wirtschaftlicher Betrieb von verschiedenen Faktoren abhängt. Dazu gehören:
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Einbindung in das Heizungssystem
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Ausrichtung der Dachflächen
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Verschattung des Daches
Ob eine Solarheizung sinnvoll ist oder nicht, kann daher nur durch eine individuelle Beratung durch einen erfahrenen Installateur beurteilt werden. Als grundlegende Entscheidungshilfe möchten wir jedoch die Vor- und Nachteile der Technik übersichtlich zusammenfassen.
Vorteil
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Einsparung von bis zu 35 Prozent der jährlichen Heizkosten
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Effektiver Betrieb der Solarthermie im Winter
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Unbegrenzt verfügbare Solarenergie
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CO2-emissionsfreie Arbeitsweise
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Keine Lagerung und kein Transport von Brennstoffen erforderlich
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Staatliche Förderung für den Kauf einer Solarthermieanlage
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Hohe Effizienz, insbesondere in Kombination mit Brennwertkesseln oder Wärmepumpen
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Leichte Installation der Anlagen
Vorteil
Nachteile
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Langlebigkeit und geringer Wartungsaufwand der Solarthermie
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Leicht recycelbare Materialien werden verwendet
Nachteile
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Wärmeproduktion ist wetterabhängig
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Erfordert ausreichend Platz für einen großen Warmwasserspeicher
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Anschaffungskosten sind zunächst vergleichsweise hoch
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Rentabilität hängt vor allem vom Wirkungsgrad ab
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Effizienz der Anlage wird vom Standort und dem Gebäude selbst bestimmt
Die Voraussetzungen für eine Solarheizung
Damit eine Solarheizung optimal funktionieren kann, müssen bestimmte Voraussetzungen erfüllt sein :
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Dachausrichtung und Neigung: Eine optimale Ausrichtung der Kollektoren nach Süden mit einer Neigung zwischen 30 und 45 Grad ist ideal, um die Sonnenstrahlung bestmöglich einzufangen. Abweichungen von der idealen Ausrichtung können jedoch auch akzeptabel sein.
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Verschattungsfreiheit: Die Kollektoren sollten von umliegenden Bäumen, Gebäuden oder anderen Hindernissen nicht verschattet werden, da dies die Energieerzeugung beeinträchtigen kann. Eine verschattungsfreie Fläche während der Hauptsonnenstunden ist wichtig.
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Dachstabilität: Das Dach muss ausreichend stabil sein, um die Montage der Kollektoren zu tragen. Es ist ratsam, die Statik des Daches von einem Fachmann überprüfen zu lassen.
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Speicherplatz: Für den Wärmespeicher der Solarheizung sollte genügend Platz im Haus vorhanden sein. Dieser kann je nach Bedarf unterschiedliche Größen haben.
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Warmwasserbedarf: Eine Solarheizung eignet sich besonders gut für Gebäude mit einem hohen Warmwasserbedarf, wie beispielsweise Mehrfamilienhäuser oder Hotels. Je größer der Warmwasserbedarf, desto effizienter ist der Einsatz einer Solarheizung.
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Regelmäßige Wartung: Eine regelmäßige Wartung der Solarheizung ist wichtig, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit der Anlage
sicherzustellen. Dies umfasst die Überprüfung der Kollektoren, des Wärmespeichers und des Regelungssystems.
Es ist ratsam, sich von einem Fachmann beraten zu lassen, um die individuellen Voraussetzungen und Möglichkeiten für eine Solarheizung zu bewerten.
Eine Solaranlage richtig planen
Die Planung einer Solaranlage erfordert sorgfältige Überlegungen und eine professionelle Herangehensweise. Hier sind einige wichtige Schritte, um eine Solaranlage richtig zu planen:
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Bedarf ermitteln: Bestimmen Sie Ihren Energiebedarf, insbesondere den Bedarf an Heizung oder Warmwasser, um festzustellen, welche Art von Solaranlage am besten geeignet ist.
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Standortanalyse: Überprüfen Sie den Standort Ihres Gebäudes hinsichtlich Sonneneinstrahlung, Dachausrichtung, Neigung und möglicher Verschattung. Eine detaillierte Analyse hilft Ihnen, das Potenzial Ihrer Solaranlage besser einzuschätzen.
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Technologieauswahl: Entscheiden Sie sich für die passende Solaranlagentechnologie, sei es Solarthermie für die Warmwasserbereitung oder Heizung. Berücksichtigen Sie dabei Ihre spezifischen Anforderungen und die Eignung des Standorts.
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Anlagengröße bestimmen: Basierend auf Ihrem Energiebedarf und den verfügbaren Flächen oder Kapazitäten für die Solaranlage ermitteln Sie die optimale Größe der Anlage. Ein professioneller Solartechniker kann Ihnen dabei helfen.
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Finanzierung und Förderung prüfen: Informieren Sie sich über Finanzierungsmöglichkeiten und Förderprogramme für Solaranlagen. Überprüfen Sie, ob Sie Anspruch auf staatliche Zuschüsse, Kredite oder steuerliche Vergünstigungen haben.
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Installation und Anschluss: Planen Sie die Installation der Solaranlage, einschließlich der Montage der Solarmodule oder Kollektoren sowie der Verkabelung. Beachten Sie dabei die gesetzlichen Vorgaben und holen Sie gegebenenfalls erforderliche Genehmigungen ein.
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Wartung und Überwachung: Denken Sie an die regelmäßige Wartung und Überwachung Ihrer Solaranlage, um eine optimale Leistung und Langlebigkeit sicherzustellen. Reinigen Sie die Solarmodule oder Kollektoren bei Bedarf und überprüfen Sie die Funktionsfähigkeit der Anlage regelmäßig.