Solarthermie
Funktionsprinzip
Mit einer Solarthermie-Anlage kann der kostenlose und unerschöpfliche Energieträger Sonnenenergie mittels Solarkollektoren für die Warmwasserbereitung und zur Heizungsunterstützung genutzt werden. Solarthermie weist daher eine sehr gute Klimabilanz auf.
Alle Komponenten wie Regelungstechnik, Warmwasserspeicher oder die Solarkollektoren auf dem Dach müssen bei der Planung und Dimensionierung beachtet werden. Die Fläche, Neigung und Ausrichtung der Kollektoren ist relevant für den Ertrag. Bei der Auslegung von Solarthermischen Anlagen ist ein wichtiger Aspekt, wie viel der insgesamt benötigten Wärmeenergie von der Solaranlage übernommen wird. Solarthermie-Anlagen zur Warmwasserbereitung liefern rund 50 bis 60 Prozent der jährlich benötigten Energie. In den Sommermonaten wird der Energiebedarf nahezu vollständig gedeckt. Im Gegensatz dazu liegt der solare Deckungsgrad einer Solarthermie-Anlage mit Heizungsunterstützung bei circa 30 Prozent. Der optimale Deckungsgrad ist eine Frage der Wirtschaftlichkeitsberechnung. Mit einer entsprechend großen Kollektorfläche und saisonalen Speichern sind theoretische Deckungsgrade von rund 100 Prozent möglich. Die dafür aufzubringenden Kosten würden jedoch nicht im Verhältnis zum wirtschaftlichen Nutzen stehen. Anhand von Richtwerten lässt sich die benötigte Größe einer Solarthermie-Anlage ungefähr berechnen. Dabei ist die exakte Ermittlung des Wärmebedarfs anhand der im Haushalt lebenden Personen relevant. Bei der Größe wird zwischen Flachkollektoren und Röhrenkollektoren sowie der Art der Verwendung unterschieden.
Faustregeln zur Größe solarthermischer Anlagen zur Warmwasserunterstützung. Die Zahlen basieren auf den Angaben von Bosch Thermotechnik GmbH/Effizienzhaus-online, 2020 (Grafik: BImA).
Beim Neubau oder gut gedämmtem Altbau ist auch eine Unterstützung der Heizung möglich. Solarkollektoren und Pufferspeicher werden dann größer ausgelegt. Beim Einsatz zur solaren Heizungsunterstützung können laut der Fachzeitschrift „Solaranlage Ratgeber“ rund 20 Prozent der jährlich benötigten Heizenergie eingespart werden. Bevor jedoch eine genaue Aussage über das Einsparpotential getroffen werden kann, sollte eine Simulationsrechnung durch einen Fachbetrieb erfolgen.
Die Größe der Warmwasserspeicher ist dabei sehr wichtig, damit auch an Tagen mit nur wenig Sonnenstrahlung genügend warmes Wasser vorhanden ist, ohne dass die Heizung zur Warmwasserbereitung eingeschaltet werden muss. Ein Richtwert für das benötigte Speichervolumen des Trinkwarmwasserspeichers liefert der tägliche Warmwasserverbrauch der im Haushalt lebenden Personen. Dabei sollte der Solarspeicher das Doppelte des Tagesverbrauches pro Person betragen.
Faustregeln zu Größe von Solarthermischen Anlagen zur Heizungsunterstützung. Die Zahlen basieren auf den Angaben von Bosch Thermotechnik GmbH/Effizienzhaus-online, 2020 (Grafik: BImA).
Faustformel:
VolumenSpeicher = 2 x Personenanzahl x Tagesbedarf je Person (50 – 100 Liter)Soll die solarthermische Anlage zur kombinierten Heizungsunterstützung dienen, müssen sowohl Kollektorfläche als auch der solare Pufferspeicher größer ausfallen. Als Richtwert für das Speichervolumen sollten etwa 50 Liter pro Quadratmeter Kollektorfläche verwendet werden.
Solarthermie ist übrigens sehr gut mit einem Pelletkessel oder einer Wärmepumpe kombinierbar. In den Sommermonaten liefert dann die Solarthermie-Anlage so gut wie alleine die nötige Energie für die Warmwasserbereitung.
Bei den Investitionskosten sollte berücksichtigt werden, dass Leitungen und Kabel verlegt werden müssen, um die Wärme vom Dach zum Haustechnikraum zu führen.