Voraussetzungen für einen effizienten Betrieb von Solarthermie-Anlagen
Die Grundvoraussetzung für den wirtschaftlichen Betrieb einer solarthermischen Anlage ist in den meisten Regionen Deutschlands gegeben: Die Sonne scheint in ausreichender Intensität. Allerdings ist es damit alleine nicht getan. Die Sonnenstrahlen müssen auch lange genug auf die Solarkollektoren treffen. Damit sich die Anschaffung wunschgemäß amortisiert, dürfen zudem die Anlagenkomponenten nicht zu teuer und die herkömmliche Energie nicht zu billig sein. Last but not least muss die zur Verfügung stehende Installationsfläche ausreichen, um alle Personen im Haushalt optimal mit solarer Energie zu versorgen. Die folgende Aufstellung zeigt die Voraussetzungen für effizient arbeitende Solarthermieanlagen auf.
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In unseren Beitragsreihen zu den Basics, zur Planung und zur Wirtschaftlichkeit gehen wir genauer auf diese Voraussetzungen ein. Im Folgenden erhalten Sie einen Überblick. Dort finden Sie auch die weiterführenden Links.
Voraussetzung #1: Die Sonneneinstrahlung muss ausreichen
Wie bereits erwähnt, ist eine ausreichende Sonneneinstrahlung vielerorts die Regel. Im Bundesdurchschnitt lag die Jahressumme 1991 bis 2020 bei 1.086 kWh pro Quadratmeter. Glück haben die Regionen im Süden Deutschlands, denn dort liegen die Werte teils deutlich darüber. Anders kann es im Nordwesten und einigen Mittelgebirgen aussehen, wo stellenweise weniger als 1.000 kWh/m² erreicht werden.
Wenig ideal für die Ernte von Solarwärme sind außerdem Orte, die häufig im Nebel versinken oder durch umstehende Berge wenig Sonnenlicht erhalten. Schatten ist der Solarthermie-Leistungskiller per se. Neben Verschattungen durch Bodenerhebungen, Gebäude und Bäume mindert selbst der Schattenwurf von Schornsteinen, Satellitenschüsseln, Antennen und Straßenlampen den Ertrag. Ein Sonnenbahnindikator hilft bei der Beurteilung des Standorts. Durch ein Okular sieht man, welche Objekte die Solaranlage zu welcher Zeit verschatten würden.
Für eine lohnende Solarthermieanlage sollte der mittlere Globalstrahlungswert mindestens 1.000 kWh/m² betragen, sollten Verschattungen weitestgehend ausgeschlossen sein.
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Voraussetzung #2: Der Standort muss stimmen
Der Ertrag wird zudem von der Ausrichtung und der Neigung der Kollektorfläche bestimmt. Ist das Dach nicht so gut geeignet, kann die Montage durchaus auch an alternativen Standorten erfolgen. Zu beachten ist außerdem, welche Aufgabe die solarthermische Anlage erfüllen soll. Als grobe Richtlinien gelten:
- Bei der Ausrichtung der Kollektorfläche erweist sich die Südlage als optimal.
- Bei der Neigung der Kollektorfläche gibt es zwei unterschiedliche Idealwerte: 30 bis 40 Grad für die Trinkwassererwärmung, 50 bis 60 Grad für die Heizungsunterstützung.
Was aber nicht heißt, dass diese Werte in Stein gemeißelt sind. Auch hierzu gibt es einen Merksatz: Je geringer die Abweichungen, desto geringer sind auch die Ertragseinbußen.
Voraussetzung #3: Die Montagefläche muss groß genug sein
Die richtige Dimensionierung einer Solarthermie-Anlage wird von zahlreichen Faktoren bestimmt. Sie reichen vom angestrebten Nutzungszweck über die zur Verfügung stehende Dachfläche bis zur Anzahl der im Haushalt lebenden Personen. Faustregeln (und unsere Grafik) helfen bei der groben Einschätzung:
- Flachkollektoren benötigen das 1,5-fache an Dachfläche für den gleichen Ertrag wie Röhrenkollektoren.
- Für die Warmwassererzeugung werden demnach pro Person 1 bis 1,5 m² Solarkollektoren benötigt.
- Soll sowohl Warmwasser erzeugt als auch die Heizung unterstützt werden, muss Platz für die doppelte Kollektorfläche vorhanden sein.
Bei einem Einfamilienhaus mit 4 Personen muss für die gängigen Flachkollektoren je nach Nutzungswunsch also entweder 6 m² oder 12 m² Fläche eingeplant werden.
Voraussetzung #4: Die Genehmigung ist eingeholt
Dass die Installation einer Solarthermie-Anlage keine Baugenehmigung braucht, trifft in den meisten Fällen zu. Anders ist es bei Anlagen, die beispielsweise auf einem geneigten Dach aufgeständert werden. Auch darf der optische Eindruck bei denkmal-geschützten Gebäuden nicht beeinträchtigt werden. Bei Sonderfällen ist eine Anfrage beim zuständigen Bauamt angeraten.
Immer einzuhalten sind natürlich die üblichen Bauvorschriften – wie die ausreichende Tragfähigkeit des Daches, der zulässige Schadstoffgehalt des Montageuntergrunds und die Regelungen zum Brandschutz. Achten Sie also darauf, dass Ihre Anlage den Bauvorschriften entspricht.
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Voraussetzung #5: Die Energiepreise bleiben auf hohem Niveau
Niemand kann die zukünftigen Energiepreise vorhersagen, dass Gas und Öl teuer bleiben, ist aber so gut wie sicher. Selbstverständlich kann die Solarthermie nicht den gesamten Bedarf an fossilen Brennstoffen ersetzen. Das Einsparpotenzial ist jedoch recht ansehnlich. Folgenden Pauschalen werden allgemein für die Brennstoffeinsparung im Laufe eines Kalenderjahres angenommen:
- Bei Warmwasser kann man mit Solarthermie ca. 60 Prozent Brennstoff einsparen.
- Bei Warmwasser plus Heizungsunterstützung ist es natürlich weniger, aber immerhin noch ca. 20 Prozent Brennstoff-Einsparung.
So, und nun sollten Sie die letzte Rechnung des Brennstoff-Lieferanten oder die Heizkostenabrechnung und den Taschenrechner hervorholen. Bei Abzug der Einsparungen durch Sonnenwärme ergibt sich da ein schönes Sümmchen. Mal ganz abgesehen vom Gewinn für die Umwelt. Man male sich mal aus, jedes Haus sei mit einer solarthermischen Anlage belegt. Das wäre doch wirklich ein effizienter Beitrag zur Energiewende!
Voraussetzung #6: Die Amortisationszeit ist nicht zu lang
Eine Solaranlage hat sich amortisiert, wenn die Investitionskosten durch die Einsparungen kompensiert sind. Ab diesem Zeitpunkt arbeitet die Anlage wirtschaftlich, macht sie sich bezahlt. Die Faktoren für die Berechnung der Amortisationszeit sind vielfältig. Da ist es nicht leicht, die eigene Situation eurogenau einzuschätzen.
Beispielrechnungen helfen jedoch beim Herausfinden der Amortisationszeit. Ein gutes Ergebnis sind 15 bis 20 Jahre. Doch auch, wenn der errechnete Wert etwas darüber liegt, lohnt sich die Investition durchaus. In der Regel kann bei einer Solarthermie-Anlage von einer 30- bis 35-jährigen Lebensdauer ausgegangen werden.
Solarthermie Ausrichtung
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