Solarthermie: Warmwasseraufbereitung auf dem Hausdach

Steigende Energiepreise, Klimakrise – wie soll man als Hausbesitzer:in darauf reagieren? Eine Technologie, mit der Du Dich einmal näher beschäftigen solltest, ist Solarthermie.

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Was ist Solarthermie?

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Solarthermieanlagen erschaffen kostenlos Wärme aus Solarenergie. Je nach Wärmeenergieverbrauch reichen bereits ein paar Sonnenkollektoren aus, um Deinen Warmwasserbedarf zu decken und Dein bestehendes Heizsystem zu unterstützen.

Laut Bundesverband Solarwirtschaft (BSW) gibt es in Deutschland 2,6 Millionen Solarwärmeanlagen (Stand: Ende 2022). Allein 2022 wurden 91.000 Anlagen neu installiert. Der Einbau von Solarthermieanlagen wird als energetische Sanierungsmaßnahme vom Staat gefördert.

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Wie funktionieren Solarthermieanlagen und welches Einsparpotenzial bieten sie?

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Auf dem Hausdach werden Kollektoren montiert, ähnlich wie bei der Photovoltaik. Diese Solarkollektoren werden von der Sonne erwärmt und erhitzen eine Solarflüssigkeit. Die Solarkreispumpe transportiert die aufgeheizte Flüssigkeit zum Wasserspeicher. Das darin auf dem Dach erwärmte Wasser kann zum Duschen oder für den Abwasch genutzt werden. Bei einer Kombianlage wird nicht nur Trinkwasser erwärmt, sondern auch Heizwasser für die Heizkörper im Haus.

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Bei einem Einfamilienwohnhaus in Deutschland kann bereits eine kleine Solarthermieanlage über das Jahr gerechnet etwa 65 % des Warmwasserbedarfs decken. Bei einer Kombi-Anlage für Heizung und Warmwasser liegt der solare Deckungsgrad erwärmten Wassers auf dem Hausdach bei etwa 25 % des gesamten Verbrauchs. 

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Flach- und Röhrenkollektoren – was sind die Unterschiede?

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Bei einem Flachkollektor treffen die Sonnenstrahlen auf eine Glasplatte. Der darunter befindliche Absorber aus Metall nimmt die Wärme flächig auf und leitet sie an eine Kupferspirale weiter, in der sich die frostsichere Solarflüssigkeit befindet. Dämmmaterial auf der Unterseite des Kollektors schützt vor Wärmeverlusten.

Bei einem Röhrenkollektor stecken die Absorber in Glasröhren, die von einer isolierenden Vakuumschicht umgeben sind. Es können so kaum Verluste bei der eingesammelten Wärme auftreten, weil diese nicht an die Umgebungsluft abgegeben werden kann. Darüber hinaus absorbieren Röhrenkollektoren auch diffuse Sonnenstrahlung von allen Seiten. Sie haben damit einen bis zu 30 % höheren Wirkungsgrad als Flachkollektoren.

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Flachkollektoren

Vorteile

✅ Relativ günstiger Preis

✅ Einfache Montage

✅ Robust und langlebig

Nachteile

❌ Schlechterer Wirkungsgrad als Röhrenkollektoren

❌ Produzieren im Winter deutlich weniger Wärme als Röhrenkollektoren

❌ Relativ hohes Gewicht

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Röhrenkollektoren

Vorteile

✅ Sehr hoher Wirkungsgrad

✅ Können auch an Fassaden (senkrecht) montiert werden

✅ Es wird wenig Kollektorfläche benötigt

Nachteile

❌ Relativ hoher Preis

Wie groß sollte eine thermische Solaranlage sein?

Was die richtige Größe ist, hängt von mehreren Faktoren an:

• Funktion der Anlage: lediglich Warmwassergewinnung oder auch Erzeugung von Heizwärme
• Kollektortyp (Flach- oder Röhrenkollektoren)
• Anzahl der Personen im Haushalt
• Individueller Warmwasser- und Heizenergieverbrauch

Gehen wir in einem Beispiel von einem Vier-Personen-Haushalt aus. Zur reinen Warmwasserbereitung auf dem Dach wird in etwa eine Kollektorfläche von 6 m2 für Flachkollektoren benötigt, bei den leistungsstärkeren Röhrenkollektoren reichen schon 5 m2 aus. Der Warmwasserspeicher sollte ein Fassungsvolumen von rund 300 Litern haben.Eine größere Anlage wird benötigt, wenn die Sonnenenergie zusätzlich Heizwärme liefern soll. In diesem Fall wird mindestens die doppelte Kollektorfläche empfohlen, also ab 12 m2 bei Flachkollektoren und ab 10 m2 bei Röhrenkollektoren. Das Speichervolumen sollte dann ca. 750 Liter betragen.

‍Wie viel kostet eine Solarthermieanlage und ab wann rentiert sie sich?

‍Eine Solarthermieanlage besteht nicht nur aus den Kollektoren, die etwa 50 % der Kosten ausmachen, sondern aus vielen zusätzlichen Komponenten: Solarspeicher, Pumpe und Rohrsystem, Regler und Armaturen. Zu den Kosten für die gesamte Anlage kommen noch die Kosten für die Montage hinzu.Eine kleine Anlage zur Gewinnung von Warmwasser auf dem Dach mit 5 m² Fläche kostet etwa 4.000 bis 5.000 €. Für eine größere Kombi-Anlage (Warmwasser und Heizung) mit 10 m² Fläche liegen die Kosten bei 8.000 € bis 10.000 €, je nachdem, ob es sich um Flach- oder Röhrenkollektoren handelt.

Die gemeinnützige Plattform co2online.de hat ausgerechnet, wann Hauseigentümer:innen die Investitionskosten wieder drin haben:
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Solarthermieanlage (nur Warmwasser), 6 m² Flachkollektoren

Preis inkl. Montage: 4.780 €
Zuschuss/Förderung: 1.200 €
Jährliche Betriebskosten: 100 €
Amortisation: 19 Jahre

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‍Kombi-Solarthermieanlage (Warmwasser und Heizung), 12 m² Flachkollektoren‍

Preis inkl. Montage: 10.200 €
Zuschuss/Förderung: 3.000 €
Jährliche Betriebskosten: 100 €
Amortisation: 21 Jahre

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Natürlich rechnet sich eine Anlage schneller, sollten die Kosten für Erdgas, Öl oder andere Energieträger weiter stark steigen. Die langfristige Preisentwicklung ist allerdings schwierig vorherzusagen.

Wie genau sich die Förderung für eine Solarthermieanlage zusammensetzt, zeigt Dir die Förderübersicht des BAFA.

Wenn Du Dein Haus komplett energetisch sanierst und damit auf Effizienzhaus-Standard bringst, kannst Du Dir noch mehr Fördermittel sichern, und zwar einen KfW-Förderkredit bis zu 150.000 € mit 5 bis 45 % Tilgungszuschuss. Diese Förderung ist etwa möglich, wenn Du neben dem Einbau einer Solarthermieanlage auch eine neue nachhaltige Heizungsanlage einbaust und Dein Haus zusätzlich dämmst. Mehr dazu erfährst Du auf der KfW-Webseite. Die Kosten, Einsparnisse und Fördermöglichkeiten kannst Du dir auch ganz einfach in unserem Sanierungsrechner errechnen lassen!

‍Eignet sich Solarthermie für alle Dächer?

‍Die meisten Sonnenstunden lassen sich von Solarkollektoren auf nach Süden ausgerichteten Dachflächen einfangen. Aber auch Südost- und Südwest-Ausrichtungen sind in Ordnung und bringen noch einen guten Ertrag. Zu viel Schatten durch andere Häuser oder Bäume sollte es in jedem Fall nicht geben. Auch die Dachneigung spielt eine wichtige Rolle. Ein Winkel von 30 bis 70 Grad wird empfohlen. Für Kombianlagen, die auch die Heizung mitversorgen, ist ein steilerer Winkel besser, um die tiefer stehende Sonne in den Frühlings- und Herbstmonaten einzufangen. Wenn Dein Dach nicht die optimale Neigung hat oder es sich um ein Flachdach handelt, kannst Du ein Montagegestell verwenden, um den idealen Winkel zu erschaffen. Am besten wendest Du Dich zur Beurteilung Deines Daches an einen Fachbetrieb. Die Expert:innen können dann auch gleich prüfen, ob Dein Dach das Gewicht der Solarkollektoren problemlos tragen kann.

‍Fazit

‍Solarthermie macht unabhängiger, hilft Heizkosten zu sparen und die Umwelt zu schonen. Ob als einfache Solarthermieanlage zur Warmwasserbereitung auf dem Hausdach oder als Kombi-Anlage zur Heizungsunterstützung aller Heizungstypen – die ausgereifte Technologie lässt viele Möglichkeiten zu, einen Beitrag zur Energiewende zu leisten.