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Solarthermie - die Sonnenwärme fürs Haus nutzen

Die Sonne spendet nicht nur Licht, sondern auch Wärme - das ist eine uralte Menschheitserfahrung. Der Gedanke, sich die Sonnenenergie systematisch nutzbar zu machen, um Wärme zu erzeugen, ist daher naheliegend. Das ist das Grundprinzip der Solarthermie. Mittels einer Solaranlage Wärme produzieren, ist eine besonders umweltfreundliche Energieform. In Zeiten des Klimawandels und eines wachsenden Umweltbewusstseins hat die Solarthermie daher beste Bewertungen. Und rechnen kann sich eine Solaranlage auch. Was Sie zu Solarthermie und Solarheizung wissen sollten, erfahren Sie hier.

Was ist Solarthermie?

Sonne

Als Solarthermie wird die Umwandlung der Sonnenstrahlung in thermische Energie - in Wärme - verstanden. Im Gegensatz dazu spricht man von Photovoltaik, wenn Sonnenlicht in elektrischen Strom umgewandelt wird. Beide Vorgänge nutzen die Sonne als Energiequelle, sind aber grundverschieden. Geschätzt ist die auf die Erde tagtäglich einstrahlende Sonnenenergie etwa zehntausendmal so groß wie der Energiebedarf der Menschheit. Bisher wird nur ein winziger Bruchteil davon für Solarthermie oder Photovoltaik genutzt. Die Potentiale sind also gewaltig.

Dabei kann die Nutzung von Sonnenwärme durchaus auf eine lange Geschichte zurückblicken. Brenn- und Hohlspiegel - Vorläufer der heutigen Sonnenkollektoren - waren schon in der Antike bekannt. Auch moderne Solaranlagen arbeiten nach einem ähnlichen Prinzip. Zum Jahresende 2017 waren in Deutschland rund 2,3 Mio. Solaranlagen mit einer Gesamt-Kollektorenfläche von 20,6 Mio. qm installiert. Sie erzeugten 2017 eine Solarwärme von 7,5 Terawattstunden. Durch die umweltfreundliche Solarwärme verringerte sich in diesem Jahr der CO2-Ausstoß um rund 2,5 Mio. Tonnen und es konnten überschlägig 200 Mio. Euro an Brennstoffkosten gespart werden.

Mit einer Solaranlage Wärme erzeugen - wie funktioniert das?

Der Begriff "Solaranlage" wird nicht immer trennscharf verwendet. Er bezeichnet häufig sowohl Solarthermie- als auch Photovoltaik-Anlagen. In diesem Beitrag bedeutet "Solaranlage" ausschließlich eine Anlage zur Umwandlung von Sonnenergie in Wärme. Die Umwandlung geschieht dabei mit Hilfe von Sonnenkollektoren. Mehrere zusammengeschaltete Sonnenkollektoren bilden eine Solaranlage.

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Solaranlage in der sich die Sonne spiegelt

Ein Sonnenkollektor ist eine Vorrichtung, die die Energie des einstrahlenden Sonnenlichts durch Absorption aufnimmt und damit einen Wärmeträger - die sogenannte Solarflüssigkeit - aufheizt. Als Flüssigkeit dient in vielen Fällen ein Wasser-Glykol-Gemisch. Die aufgeheizte Solarflüssigkeit wird dann über einen Wärmetauscher dazu genutzt, um die Heizung oder die Warmwasser-Bereitung zu unterstützen. Wärmetauscher oder -überträger sind Apparaturen, die thermische Energie "ohne Berührung" von einem Stoff (Solarflüssigkeit) auf einen anderen (Heizungs-, Trinkwasser) übertragen. Minimaler Wärmeverlust bei den einzelnen Übertragungsvorgängen bildet eine wichtige Anforderung.

Bei der technischen Ausgestaltung von Sonnenkollektoren gibt es inzwischen eine große Bandbreite. Eine zentrale Bedeutung hat die Absorbertechnik. Auf Hausdächern werden oft Flachkollektoren eingesetzt, die ähnlich aussehen wie Solarmodule in der Photovoltaik. Ebenfalls häufig genutzt werden Dachpfannen- oder Röhrenkollektoren. Eine besondere Variante ist der Hybrid-Kollektor, der sowohl für Solarthermie als auch für Photovoltaik eingesetzt werden kann.

Welche Voraussetzungen gelten für eine Solaranlage?

Solaranlagen sind relativ einfach und problemlos zu installieren, ohne dass es dazu spezieller Voraussetzungen bedarf. Natürlich sollte sich die (Dach-)Fläche, auf der dies geschieht, in einem guten Zustand befinden. Ist das nicht der Fall, empfiehlt sich zunächst eine Sanierung des "Untergrunds". Für die "normale" Anlage auf dem eigenen Hausdach wird auch keine Baugenehmigung benötigt. In der Regel halten sich die Anlagen in einem überschaubaren Rahmen. Fünf Quadratmeter Fläche genügen schon, um einen Vier-Personen-Haushalt im Sommer mit Warmwasser zu versorgen. Es gibt aber einige Regeln, die beachtet werden sollten, damit die Solaranlage optimale Wirkung entfalten kann:

  • der Neigungswinkel der Kollektoren sollte bei Anlagen zur Warmwasserbereitung idealerweise zwischen 30 und 50 Grad liegen, bei Anlagen zur Solarheizung hat sich eine Neigung zwischen 45 und 70 Grad bewährt;
  • wenn das möglich ist, empfiehlt sich eine Ausrichtung nach Süden, weil hier die Sonneneinstrahlung am intensivsten ist;
  • das Verschattungs-Risiko sollte minimiert werden. Dabei ist auch vorausschauend zu berücksichtigen, wie sich die Umgebung der Anlage verändern kann - zum Beispiel durch wachsende Bäume, Anbauten oder neue Bauten auf unmittelbar angrenzenden Grundstücken;
  • es sollten möglichst zusammenhängende Flächen für Solaranlagen genutzt werden. Ein "Flickenteppich" auf dem Dach ist nicht nur optisch wenig ansprechend, auch die Wirkung kann beeinträchtigt sein.

Investitionen in Solaranlagen - was kostet das?

Ausgaben für Haushalt werden notiert

Die Anschaffungs- und Investitionskosten von Solaranlagen hängen von vielen Faktoren ab. Der Verwendungszweck, der Umfang der Anlage, aber auch die jeweils eingesetzte Technik spielen eine wichtige Rolle. Von daher sind pauschale Aussagen kaum möglich. Es gibt aber Orientierungswerte:

Orientierungswerte für die Kosten einer Solarthermie:

  • Flachkollektoren kosten weniger als Röhrenkollektoren, sind aber auch weniger effizient, so dass mehr Fläche benötigt wird. Bei einem Flachkollektor bewegt sich die Anschaffung in einer Größenordnung von 250 Euro/qm. Ein Röhrenkollektor kostet etwa das Doppelte;
  • neben den Kollektoren braucht die Solaranlage einen Warmwasser-Speicher. Bei einem 300-Liter-Speicher ist mit Anschaffungskosten von etwa 1.500 Euro zu rechnen. 200 Liter sind eine Mindestanforderung für die BAFA-Förderung (s.u.). Je nach Speichertechnik können die Preise erheblich variieren;
  • Solaranlagen benötigen Rohre zum Transport der Solarflüssigkeit zwecks Wärmeaustausch. Die Preise für Edelstahlrohre liegen in einer Bandbreite von 20 bis 35 Euro pro Meter;
  • weitere Solaranlage-Kosten entstehen durch zusätzlich erforderliche Komponenten: ein Ausdehnungsgefäß, die Steuerung und die Solarkreispumpe. Zusammen macht das etwa 700 Euro aus;
  • last but not least sind auch die Kosten für die Installation und die Verbindung der Solaranlage zur Warmwasser-Versorgung oder zur Heizung zu berücksichtigen. Sie bewegen sich in der Regel zwischen 500 und 1.000 Euro. Hinzu kommen die Kosten für die Montage der Anlage selbst;
  • bei einer Anlage von 12 qm Fläche mit Flachkollektoren sind 10.000 Euro für die Investitionskosten nicht unrealistisch. Das sind pro Quadratmeter gut 800 Euro (inkl. aller Zusatzeinrichtungen und Leistungen).

Welche Fördermittel gibt es für Solaranlagen?

Für Solaranlage-Investoren eine gute Nachricht: bei Solarthermie gibt es eine umfangreiche öffentliche Förderung. Sie besteht sowohl aus Zuschüssen als auch aus zinsgünstigen Darlehen. Beide Förderformen sind attraktiv: Zuschüsse, weil es sich de facto um "geschenktes Geld" handelt, das nicht zurückgezahlt werden muss. Und Förderdarlehen, weil diese mit besonders niedrigen Zinsen ausgestattet sind. Dadurch sinken die Finanzierungskosten einer Solaranlage. In beiden Fällen trägt die Förderung dazu bei, dass sich ein Solarthermie-Investment schneller rechnet. Hier ein Überblick über die wichtigsten Förderprogramme:

1. BAFA-Basis- und Zusatzförderung für Solarthermie-Anlagen

Das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle - kurz BAFA - bietet eine differenzierte zuschussbasierte Solarthermie-Förderung. Für Eigenheimbesitzer kommt vor allem die BAFA-Basis- und Zusatzförderung in Betracht. Gefördert werden in erster Linie (nachträgliche) Solaranlagen bei Bestandsgebäuden. Bei Neubauten ist Förderung nur in Ausnahmefällen möglich. Die Höhe der Zuschüsse in der Basisförderung richtet sich nach dem Zweck der Solaranlage. Unterschieden wird nach

  • Anlagen zur ausschließlichen Warmwasserbereitung;
  • Anlagen zur ausschließlichen Raumheizung;
  • Anlagen zur kombinierten Warmwasserbereitung und Raumheizung;
  • Anlagen zur Wärme-Zuführung in Wärmenetze.

Für jeden Einsatzzweck gelten spezifische Voraussetzungen und Zuschüsse. Bei ausschließlichen Warmwasser-Anlagen zum Beispiel muss die Kollektorfläche zwischen 3 und 40 qm liegen. Dafür gibt es einen Zuschuss von mindestens 500 Euro, ansonsten 50 Euro pro qm Kollektorfläche. Bei der BAFA-Zusatzförderung werden ergänzende Maßnahmen im Zusammenhang mit einer Solaranlage zusätzlich finanziell unterstützt.

2. KfW-Förderung

Die Kreditanstalt für Wiederaufbau - kurz KfW- bietet mehrere Programme mit zinsgünstigen Darlehen auch für Privatpersonen, die unter anderem oder speziell für Solarthermie-Investments genutzt werden können:

  • KfW-Programm Erneuerbare Energien - Standard: bietet zinsgünstige Darlehen mit bis zu 20 Jahren Laufzeit, die für Solaranlagen eingesetzt werden können;
  • KfW-Programm Erneuerbare Energien - Premium: richtet sich an Betreiber größerer Solaranlagen (ab 40 qm Fläche). Auch hier gibt es Darlehen mit bis zu 20 Jahren Laufzeit zu besonders vorteilhaften Konditionen;
  • KfW-Programm Energieeffizient Sanieren - Ergänzungskredit: gefördert werden Solaranlagen bis 40 qm Fläche im Zusammenhang mit Gebäude-Sanierungen über zinsgünstige Krediten bis 50.000 Euro. Die Laufzeit betrögt bis zu zehn Jahre.

3. Förderung auf Länder-Ebene

Neben Fördermaßnahmen des BAFA und der KfW auf Bundesebene sind in einigen Bundesländern eigene Solarthermie-Förderaktivitäten vorhanden. In Bayern ist zum Beispiel eine Förderung über das 10.000-Häuser-Programm im Rahmen des Programm-Teils EnergieSystemHaus möglich. Hamburg bietet das landeseigene Förderprogramm "Erneuerbare Wärme".

Solaranlage-Kosten im laufenden Betrieb

Außer den Anschaffungskosten entstehen bei Solaranlagen Kosten für den laufenden Betrieb. Die halten sich allerdings in überschaubaren Grenzen. Zum Betrieb der Anlage wird Strom benötigt, die Kosten dafür belaufen sich auf ungefähr 15 bis 20 Euro im Jahr. Weitere Kosten fallen für Wartung (alle zwei Jahre, Größenordnung 50 bis 100 Euro) und für Reinigung an. Reparaturen an Solaranlagen sind relativ selten, hier kommt es auf die Qualität der Anlage an. Ggf. fallen Versicherungskosten an, wenn die Solaranlage nicht schon durch die Wohngebäudeversicherung abgedeckt ist und eine Extra-Versicherung abgeschlossen wird. Auch Finanzierungskosten sind zu berücksichtigen.Insgesamt wird bei Kalkulationen häufig überschlägig mit einem Betriebskostensatz von 1,5 Prozent der Anschaffungskosten pro Jahr gerechnet. Bei eine Anlage mit 10.000 Euro in der Anschaffung wären das dann 150 Euro pro Jahr.

Wann lohnt sich das Solaranlage-Investment?

Fragezeichen

Das Solaranlage-Investment lohnt sich, sobald die kumulierten Ersparnisse bei den Heizkosten bzw. bei den Kosten für Warmwasser-Bereitung nach Abzug der laufenden Betriebskosten mindestens den Investitionskosten entsprechen. Dann hat sich die Anschaffung amortisiert.

Bei Solaranlagen wird mit einer gewöhnlichen Nutzungsdauer von 20 bis 25 Jahren gerechnet. Innerhalb dieser Zeit sollte der Break-Even-Point (= Gewinnschwelle) erreicht sein. Das gelingt tendenziell schneller, wenn öffentliche Zuschüsse für die Anschaffung genutzt werden können. Bei der Investitionsrechnung muss auch berücksichtigt werden, dass die Kosten für konventionelle Wärmeerzeugung im Zeitablauf tendenziell steigen.

Am größten ist der Einspareffekt erfahrungsgemäß bei Anlagen zur kombinierten Warmwasserbereitung und Raumheizung, am geringsten bei Anlagen, die ausschließlich Warmwasserbereitung unterstützen. Ob sich die Anlage rechnet, kann nur eine auf den konkreten Fall bezogene Kalkulation zeigen.

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