Solarthermie (ST)

Grundinformationen

Unter Solarthermie verstehen wir die Umwandlung der Sonnenenergie in nutzbare Wärmeenergie. Sie zählt zu den Erneuerbaren Energien.

Das technische System benötigt den Sonnensammler „Kollektor“, in dem Wasser erwärmt wird. Jetzt gerade scheint die Sonne und trotz niedriger Außentemperaturen von 0 bis 8 Grad wird das Wasser im Kollektor bei dem aktuellen Sonnenschein leicht auf 60-70 Grad erwärmt! Diese Wärme leiten wir dann mit einem Wasserrohr in den Wasserspeicher (Vorlauf, rote Linie in der Abb.). Er hat ein großes Volumen (Einfamilienhaus mindestens 400l), um möglichst viel Wärme aufnehmen zu können.

In diesem Speicher fließt auch das Nutzwasser, das wir zur Körperpflege, zum Reinigen, zum Kochen, oder aber sogar zur Vorwärmung in der Heizung benötigen durch einen Wärmetauscher: Das umgebende „Sonnenwasser“ gibt seine Wärme ab und fließt abgekühlt mit Pumpendruck wieder zurück zum Kollektor (Rücklauf, blaue Linie).

Ein weiteres Element ist die „Solarstation“, es ist die Steuerzentrale: Ein kleiner Kasten, in dem Thermometer, Ventile, Pumpen und Hähne konzentriert sind.

Wissenswertes zu den Kollektoren: Es gibt vier Formen

  1. Vakuumröhrenkollektor – am effektivsten, aber auch etwas teurer
  2. Flachkollektor – Standardbauform bei uns
  3. Parabolrinnenkollektor – wird in großen Wüstenanlagen benutzt
  4. Speicherkollektor – auf den Häusern in südlichen Ländern ohne Frostgefahr

Nutzung der Sonnenwärme durch den Einbau des technischen Systems.

  1. Kollektoren müssen auf dem Hausdach angebracht werden. Es geht allerdings auch das Garagendach oder einfach eine freie Bodenfläche in Hausnähe. Die Kollektoren werden mit Vorlauf und Rücklauf an das Haus angeschlossen.
  2. Das Haus benötigt einen größeren Speicher, denn üblicherweise werden nur 200 bis 300l-Speicher ohne doppelte Wärmetauscherspirale in der Heizungsanlage eingebaut.

Typische Kosten einer Anlage mit Heizunterstützung (www.solaranlage.eu)

… „Für die Berechnung der Solarthermie Kosten wird ein typischer Vierpersonenhaushalt mit einer Wohnfläche von 120 Quadratmetern angenommen. In diesem Fall werden etwa 16 Quadratmeter Kollektorfläche benötigt. Bei einem durchschnittlichen Preis von 300 Euro pro Quadratmeter fallen Kosten von 4.500 Euro an. Als Speicher empfiehlt sich ein Schichtspeicher mit einem Fassungsvolumen von 1.000 Litern, für den etwa 2.000 Euro zu veranschlagen sind. Ansonsten fallen im Wesentlichen noch die Montagekosten an, die weiteren Materialkosten sind vergleichsweise gering. Insgesamt sollten für diese sonstigen Kosten rund 2.800 Euro einkalkuliert werden, woraus sich eine Gesamtsumme von 9.300 Euro ergibt. Zu beachten ist die staatliche Solarthermie Förderung für Einfamilienhäuser.

Solarthermie Förderung 2020 durch BAFA & KfW

Wer eine Solarthermie Anlage zur Unterstützung der Heizung installiert, kann von verschiedenen Stellen eine Solarheizung Förderung erhalten. Anlaufstellen für Solarthermie Förderung sind zum Beispiel das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) und die Region Hannover

Solarthermie Förderung: BAFA fördert Solarheizung im Bestandsbau mit 30% der förderfähigen Kosten

Nähere Informationen:

www.bafa/Heizen mit erneuerbaren Energien

ergänzende Förderung bis 1000€

durch die Region Hannover, Informationen:

www. hannover/Leben in der Region/ Solaroffensive

Solarer Deckungsgrad

Der solare Deckungsgrad ist eine für den Anlagenbetreiber wichtige Information zur Leistungsbeschreibung der Solarthermieanlage. Als solarer Deckungsgrad wird der Anteil der benötigten Wärmeenergie bezeichnet, der von der Solaranlage geliefert wird.

Der typische solare Deckungsgrad in einem Einfamilienhaus

Solarthermieanlagen zur Warmwasserbereitung liefern rund die Hälfte der zur Wassererwärmung jährlich benötigten Energie. Im Sommer wird der Energiebedarf nahezu vollständig gedeckt, in den anderen Jahreszeiten muss die Heizung einen Teil der Warmwasserbereitung übernehmen. Im Gegensatz dazu liegt der solare Deckungsgrad einer Solarthermieanlage mit Heizunterstützung typischerweise zwischen 30 und 35 Prozent.

Anlagen mit Heizunterstützung

Ein höherer Deckungsgrad als 35 Prozent ist durchaus erreichbar, allerdings wäre eine Vergrößerung der Solarthermieanlage dazu der falsche Weg. Selbst um 35 Prozent zu erreichen, muss die Anlage schon so dimensioniert sein, dass sie im Sommer mehr Energie liefert als benötigt wird. Noch wesentlich darüber hinaus zu gehen, erhöht zwar den solaren Deckungsgrad, aber der Preis für jedes weitere Prozent ist so hoch, dass dieser Weg unwirtschaftlich wäre. Um den solaren Deckungsgrad auf Werte von etwa 50 Prozent zu steigern, empfiehlt es sich daher, den Bedarf an Heizenergie im Winter zu senken. Je geringer der Gesamtbedarf ist, desto größer ist der relative Anteil der von der Solaranlage gelieferten Energie. Welcher Weg zur Senkung des Heizbedarfs optimal ist, kann nur im Einzelfall entschieden werden. Im Betracht kommen eine Modernisierung der Heizung, eine Dämmung des Gebäudes oder auch die Anschaffung einer Wärmepumpe.

Die Wirtschaftlichkeit entscheidet

Der optimale solare Deckungsgrad ist also keine Frage der Technik, sondern das Ergebnis einer Wirtschaftlichkeitsberechnung. Das Grundproblem besteht darin, dass die Solaranlage die meiste Energie dann liefert, wenn die wenigste Energie benötigt wird. Mit einer entsprechend großen Kollektorfläche und saisonalen Speichern sind theoretisch Deckungsgrade nahe 100 Prozent möglich. Die Kosten stünden allerdings in keinem Verhältnis zum wirtschaftlichen Nutzen, da eine solche Anlage im Sommer weit überdimensioniert wäre. Als Richtwert für die optimale Auslegung einer Anlage mit Heizunterstützung gilt eine Kollektorfläche von 4 Quadratmetern pro Person. Pro Quadratmeter Kollektorfläche werden etwa 50 bis 60 Liter Speichervolumen benötigt.