Zwei sinnvolle Systeme: Warmwasserbereitung und Warmwasser/ Heizungsunterstützung
Mit einer Solarthermie-Anlage auf dem Dach können Eigenheimbesitzer bei der Energiepreiserhöhung cool bleiben – lässt sich damit doch schon ein beträchtlicher Teil ihres Wärmebedarfs decken. Je nach Anlagesystem wird entweder ausschließlich Trinkwasser erwärmt oder zusätzlich die Heizung in ihrer Funktion unterstützt. Im zweiten Fall stellt der Bund über die Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) attraktive Fördermittel bereit; seit 2024 wird die BEG-Heizungseinzelmaßnahme von der KfW (Programm 458) ausgezahlt, nicht mehr vom BAFA. Wir stellen die beiden Solarthermie-Anlagensysteme vor und würzen die Ausführungen mit nützlichen Infos.
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Trinkwassererwärmung mit der Solarthermie-Anlage
Lässt sich im Sommer die Sonne blicken, kann eine gut dimensionierte Solarthermie-Anlage zur Trinkwassererwärmung den kompletten Warmwasserbedarf eines Einfamilienhaushalts decken. Im besten Fall sogar von Mai bis September. In den Wintermonaten liegt der solare Deckungsanteil je nach Witterung typischerweise bei 15 bis 30 % des Warmwasserbedarfs. Über das Jahr gemittelt deckt eine Solarthermie-Anlage zur Trinkwassererwärmung typischerweise 50 bis 65 % des Warmwasserbedarfs solar — die Differenz muss mit konventioneller Heizenergie nachgewärmt werden. Voraussetzung ist natürlich, dass die Größe der Kollektorfläche und das Volumen des Speichers stimmen.
Warmwasserverbraucher im Haushalt
Wir Deutschen verbrauchen im Haushalt rund 123 bis 127 Liter Trinkwasser pro Person und Tag (Mittelwert je nach Erhebungsjahr). Nach einer Erhebung des Umweltbundesamtes entfällt das Meiste davon auf die Körperpflege (36 %), die Toilettenspülung (27 %) und das Wäschewaschen (12 %). (inkl. Kleingewerbe). Außer für die Körperpflege, also Duschen, Baden, Körperwäsche, bei manchen auch Zähneputzen, und für die Handwäsche ist das natürlich kaltes Wasser. Das Umweltbundesamtes hat allerdings ermittelt, dass ein Drei-Personen-Haushalt jährlich rund 48.000 Liter Wasser erwärmt — das entspricht grob hergeleitet etwa 36 % des Trinkwasserverbrauchs. Oder anders: Wird das Warmwasser elektrisch erzeugt, macht dies bei elektrischer Warmwasserbereitung im durchschnittlichen Zwei-Personen-Haushalt rund 25 % des gesamten Stromverbrauchs aus.
Dass für die Körperpflege überwiegend warmes Wasser benötigt wird, liegt auf der Hand. Das Wasser für die Waschmaschine oder den Geschirrspüler kommt jedoch kalt aus der Leitung und wird von der Maschine elektrisch erhitzt. Mit etwas Aufwand ist es jedoch möglich, auch Wäsche und Geschirr mit Warmwasser aus der Solarthermieanlage zu reinigen. Hier gibt es jedoch einiges zu beachten:
- Bei der Waschmaschine benötigt man entweder einen Warmwasseranschluss oder ein Vorschaltgerät. Ein Waschmaschinen-Vorschaltgerät begrenzt die Einlauftemperatur auf einen wäschefreundlichen Wert (typisch 45-60 °C). Solar-Speichertemperaturen können kurzfristig 70-90 °C erreichen — Verbrühungs- und Materialschutz sind daher essenziell. Bei Waschmaschinen mit eigenem Warmwasseranschluss ist das einfacher; sie sind allerdings recht teuer.
- Auch die wenigsten Spülmaschinen haben einen Warmwasseranschluss. Daher ist auf die Eignung des herkömmlichen Wasseranschlusses für die hohen Temperaturen zu achten.
Warmwasserbedarf ermitteln
Es gibt verschiedene Möglichkeiten, seinen Warmwasserbedarf einzuschätzen. Als Richtwert wird pro Person meist ein mittlerer täglicher Warmwasserbedarf von ca. 30 bis 60 Litern pro Person bei einer Bezugstemperatur von 45 °C (Richtwert nach VDI 2067) angegeben. Allerdings können individuelle Ansprüche durchaus zu einem (weit) höheren oder geringeren Bedarf führen. Die einfachste Möglichkeit zur Ermittlung des eigenen Warmwasserbedarfs ist das Ablesen eines Warmwasserzählers (Warmwasseruhr). Übliche Warmwasserzähler messen das Volumen unabhängig von der Temperatur — die Trennung zwischen Kalt- und Warmwasser erfolgt nur bei speziellen temperaturgesteuerten Zählern, die typischerweise ab etwa 30 °C umschalten. Um den Jahresverbrauch zu ermitteln, müssen die entsprechenden Werte notiert und das Ergebnis errechnet werden.
Anlagenschema zur Warmwasserbereitung mit Solarthermie
Vereinfacht ausgedrückt, ist der Ablauf folgender: Die Sonne erwärmt den Solarthermie-Kollektor auf dem Dach des Hauses – und damit die Solarflüssigkeit. Diese fließt in den Pufferspeicher und erwärmt das dort enthaltene Frischwasser, das als Warmwasser abgezapft werden kann. Kühlt das Wasser im Pufferspeicher ab, wird die Solarflüssigkeit zum neuen Aufheizen zurück in den Kollektor gepumpt. Eine Zusatzheizung springt ein, wenn die Solarenergie nicht ausreicht, um den Warmwasserbedarf des Haushalts zu decken.
Heizungsunterstützung mit der Solarthermie-Anlage
In Bestandsbauten hat die Solarthermie es schwerer. Eine richtig dimensionierte Kombi-Anlage (Warmwasser + Heizungsunterstützung) deckt typischerweise 15 bis 25 % des Gesamtwärmebedarfs (Heizung + Warmwasser). In Neubauten mit deutlich geringerem Heizbedarf (Niedrigenergiehäuser, etwa 25-40 % solarer Deckungsanteil am Gesamtwärmebedarf) lässt sich der solare Deckungsanteil deutlich steigern. Bei spezialisierten Sonnenhäusern mit großem Saisonalspeicher (oft 5.000+ Liter) sind Deckungsanteile bis 100 % am Heizwärmebedarf möglich.
Für die Dimensionierung der Solarthermieanlage sollte der Wärmebedarf des Hauses möglichst genau eingeschätzt werden. Im Bestand ist das zum Beispiel über die Endabrechnung des Energielieferanten bzw. den durchschnittlichen jährlichen Bedarf an Heizöl oder Erdgas möglich. Die benötigte Energiemenge für ein neues Haus zu ermitteln, ist deutlich schwieriger, ein verlässlicher Bauplaner daher unverzichtbar. Seine Auskunft ist die Grundlage für die Berechnung der Solarthermieanlagen-Größe.
Solarthermie-Anlagen für die reine Heizungsunterstützung sind nicht rentabel – und werden daher auch nicht angeboten. Was sich aber durchaus lohnt, ist die Kombination von Warmwassererzeugung und Heizungsunterstützung.
Clever: Kombinierte Warmwasser- und Heizungsunterstützung
Wovon die Warmwassererzeugung mit Solarthermie profitiert, ist für die Heizung nur bedingt nutzbar: die hohe Sonneneinstrahlung im Sommer. Zur Unterstützung der bestehenden Heizungsanlage ist eine Kombi-Solarthermieanlage aber durchaus sinnvoll. Als Richtwert gilt: Bei einer richtig dimensionierten solarthermischen Anlage beträgt die Einsparung bei der reinen Warmwasserbereitung ca. 60 %, bei der Kombination Warmwasser- und Heizungsunterstützung werden 20 % des gesamten Wärmebedarfs eines Haushalts eingespart. Das klingt erst mal nicht sehr viel. Vergleicht man es mit der Abrechnung des Versorgers, kommt aber ein ganz schönes Sümmchen zusammen.
Anlagenschema zur Wassererwärmung und Heizungsunterstützung mit Solarthermie
Die Funktionsweise ist im Grunde identisch mit der bei einer reinen Warmwasserversorgung. Einen wesentlichen Unterschied gibt es dennoch: Der Wasserspeicher ist nicht mit Trinkwasser, sondern mit Heizungswasser gefüllt. Heizungswasser fließt nach Abgabe seiner Wärme in den Speicher zurück, wird also nicht verbraucht, sondern in einem Kreislauf immer wieder erwärmt. Da sich beide Wasserqualitäten natürlich nicht vermischen dürfen, wäre ein zweiter Speicher naheliegend. Platzsparender sind Kombispeicher, die zwar naturgemäß größer als Trinkwasser-Pufferspeicher sind, aber kleiner – und preiswerter – als zwei getrennte Speichersysteme.
Kombinierte Warmwasser- und Heizungsunterstützung durch Solarthermie: die Pluspunkte
- Mehr Solarthermie-Kollektoren können sich rechnen. Die relativen Anschaffungskosten sinken mit jedem Quadratmeter und der Aufwand bei der Montage ist nur geringfügig größer. Der Ertrag dagegen steigt und senkt damit die Energiekosten.
- Kombinierte Anlagen zur Warmwasser- und Heizungsunterstützung werden vom Bund über das KfW (BEG-Heizungsförderung, Programm 458) in der Regel stärker gefördert als Anlagen für die reine Warmwasserbereitung. Die Bedingungen sind im ständigen Wechsel, sodass es eine echte Herausforderung ist, sie jeweils aktuell zu halten. Auf unserer Seite zur BAFA-Förderung geben wir daher immer den Stand der Informationen an.
- Ob Erdgas, Heizöl oder Pellets als Brennstoff: Ein Systemregler reicht aus – und schon lassen sich Solarthermieanlagen sehr gut mit vorhandenen Heizungen kombinieren.
- Im Winter geht es eigentlich nie ohne eine zusätzliche Heizungsanlage. Aber in der Übergangszeit kann die Heizung manchmal komplett ausgeschaltet bleiben. Eine geringere Taktung schont den Kessel und verlängert seine Lebensdauer.
Richtig planen: Nicht zu groß und nicht zu klein
Bei der Planung einer optimalen Solarthermie-Anlage gibt es viel zu bedenken. Natürlich gilt der erste Blick der Sonne oder genauer: ihrer Einstrahlung auf die geplante Installationsfläche. Alles, was von einer strikten Südausrichtung abweicht, bedeutet ja bereits mehr oder weniger große Einbußen. Noch entscheidender ist allerdings die richtige Dimensionierung der solarthermischen Anlage. Nicht zu groß und nicht zu klein soll sie sein, so die Empfehlung der Experten.
Genauere Angaben findet man bei der nordrhein-westfälischen Verbraucherzentrale. Der Verein nennt folgende Größenordnungen einer Solaranlage für ein Einfamilienhaus:
| Art | Nur Warmwasser | Warmwasser und Heizung |
|---|---|---|
| Kollektorgröße | 3 bis 6 m² | 9 bis 20 m² |
| Speichergröße | 250 bis 350 Liter | 500 bis 1.500 Liter |
| Energieeinsparung | ca. 350 kWh je m² Kollektor | ca. 250 kWh je m² Kollektor |
| Kosten für nachträglichen Einbau in einen Altbau | ca. 6.000 bis 10.000 Euro | ca. 9.000 bis 17.000 Euro |
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