Warmwasser und Heizungsunterstützung

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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 das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) sogar attraktive Fördermittel bereit. Wir stellen die beiden Solarthermie-Anlagensysteme vor und würzen die Ausführungen mit nützlichen Infos.

Solarthermie Kollektoren © Manuela Fiebig, stock.adobe.com
Solarthermie Kollektoren © Manuela Fiebig, stock.adobe.com

Trinkwassererwärmung mit der Solarthermie-Anlage

Warmwasserbereitung: Im Sommer sind 100% Deckungsanteil möglich
Warmwasserbereitung: Im Sommer sind 100% Deckungsanteil möglich

Lässt sich im Sommer die Sonne blicken, kann eine Solarthermieanlage meist 100 Prozent (!) des gesamten Haushaltsbedarfs an Warmwasser decken. Im besten Fall sogar von Mai bis September. In den Wintermonaten sind Einbußen zwar die Regel, doch werden durchschnittlich immerhin noch 30 Prozent erreicht. Übers Jahr gesehen muss maximal die Hälfte des Warmwassers mit teurer Fremdenergie erzeugt werden. Voraussetzung ist natürlich, dass die Größe der Kollektorfläche und das Volumen des Speichers [beide auf Planung/ Dimension. gepl.] stimmen.

Aufbau einer Solarthermie-Anlage
Aufbau einer Solarthermie-Anlage

Warmwasserverbraucher im Haushalt

Wir Deutschen verbrauchen im Haushalt 127 Liter Trinkwasser pro Tag. Nach einer Erhebung des Umweltbundesamtes entfällt das Meiste davon auf die Körperpflege (36 %), die Toilettenspülung (27 %) und das Wäschewaschen (12 %). (inkl. Kleingewerbe, Zahlen für 2021). Außer für die Körperpflege, also Duschen, Baden, Körperwäsche, bei manchen auch Zähneputzen, und für die Handwäsche ist das natürlich kaltes Wasser. Die folgende Grafik des Umweltbundesamtes zeigt allerdings, dass ein Drei-Personen-Haushalt jährlich 48.000 Liter Wasser oder rund 36 Prozent des genutzten Wassers erwärmt. Oder anders: Wird das Warmwasser elektrisch erzeugt, macht dies rund 25 Prozent des gesamten Stromverbrauchs eines Haushalts aus.

Klimaschädlich und teuer: Die Bereitung von warmem Wasser
Klimaschädlich und teuer: Die Bereitung von warmem Wasser

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 verhindert, dass zu heißes Wasser aus der Thermie-Anlage einströmt und eventuell die Wäsche schädigt. 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.
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Warmwasserbedarf ermitteln

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, seinen Warmwasserbedarf einzuschätzen. Als Richtwert wird pro Person meist ein mittlerer täglicher Warmwasserbedarf von ca. 30-60 Litern (VDI 2067, Bedarfsklasse 45 °C) 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). Er misst das Volumen des durchfließenden Wassers ab 30 °C. Geringere Temperaturen gelten als Kaltwasser und werden vom Kaltwasserzähler erfasst. Um den Jahresverbrauch zu ermitteln, müssen die entsprechenden Werte notiert und das Ergebnis errechnet werden.

Anlagenschema zur Warmwasserbereitung mit Solarthermie

Solarthermie zur Trinkwassererwärmung: Anlagenschema
Solarthermie zur Trinkwassererwärmung: Anlagenschema

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.

Tipp: In unserer Kategorie Technik informieren wir genauestens über diese Abläufe, die Funktionsweise der unterschiedlichen Kollektoren und vieles mehr.

Heizungsunterstützung mit der Solarthermie-Anlage

Solarthermie zur Heizungsunterstützung © Ehrenberg Bilder, stock.adobe.com
Solarthermie zur Heizungsunterstützung © Ehrenberg Bilder, stock.adobe.com

In Bestandsbauten hat die Solarthermie es nicht leicht. Selbst eine große Anlage kann dort kaum mehr als 30% des Gesamtwärmebedarfs abdecken (bei einem mittleren Heizwärmeverbrauch). In Neubauten mit einem deutlich geringeren Heizbedarf, den sogenannten Niedrigenergiehäusern, kann ein weit höherer solarer Deckungsanteil realisiert werden. In Passivhäusern und Sonnenhäusern können es sogar bis zu 100% sein.

Wie viel Heizenergie kann man durch Solarthermie sparen
Wie viel Heizenergie kann man durch Solarthermie sparen?

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.

Sonnenhaus und Passivhaus erklärt: Ein Sonnenhaus ist ein Niedrigenergiehaus, das mindestens 50 % der Energie für die Gebäudeheizung aus Solarthermie gewinnt. Sonnenhäuser benötigen große Dimensionen – sowohl bei den Solarkollektoren als auch beim Wärmespeicher. Was die solare Beheizung nicht schafft, erledigt eine zweite Wärmequelle, häufig Biomasse. Ein Passivhaus benötigt in der Regel keine klassische Gebäudeheizung. Die Wärmedämmung ist so effektiv und die Lüftungswärmeverluste sind so gering, dass der Wärmetauscher alleine ausreicht, um das Wärmebedürfnis der Bewohner zu erfüllen.

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

Solarthermie: Gewinnung von Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung
Solarthermie: Gewinnung von Wärme für die Warmwasserbereitung und Heizung

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.

Solarthermie: Deutliche Einsparungen sind möglich
Solarthermie: Deutliche Einsparungen sind möglich

Anlagenschema zur Wassererwärmung und Heizungsunterstützung mit Solarthermie

Solarthermie zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung: Anlagenschema
Solarthermie zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung: Anlagenschema

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.
  • Die richtige Dimensionierung der Solarthermie-Anlage
    Die Kombination erfordert ein Mehr an Kollektoren – aber das rechnet sich
  • Kombinierte Anlagen zur Warmwasser- und Heizungsunterstützung werden vom Bund über das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) 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.
  • Solarthermie kann gut mit einer Ölheizung kombiniert werden
    Solarthermie kann gut mit einer modernen Heizungsanlage kombiniert werden
  • 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.
Dank Solarthermie kann die Gasheizung auch mal Urlaub machen
Dank Solarthermie kann die Gasheizung in der Übergangszeit auch mal Urlaub machen

TIPP

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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.

Solarthermie: Die Anlagengröße sollte möglichst exakt passen, auch für die Zukunft
Solarthermie: Die Anlagengröße sollte möglichst exakt passen

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 (Stand: Februar 2022) ca. 6.000 bis 10.000 Euro ca. 9.000 bis 17.000 Euro
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