Solarthermieheizung

« Das System der Zukunft? »

Nachhaltig heizen erfährt in den letzten Jahren eine immer stärkere Bedeutung. Die Folge ist eine ganz neue Betrachtung der Heizung für Ihr Wohngebäude. An Stelle von fossilen Brennstoffen rücken alternative Energien, allen voran die Sonnenenergie, immer mehr in den Fokus des Interesses von Herstellern, Planern und späteren Betreibern. Dabei ist die Solarthermie letztlich schon beinahe ein „alter Hut“, der sich seit Jahrzehnten bewährt und fortwährend weiterentwickelt. Aber was ist eine Solarthermieheizung überhaupt ganz genau und vor allem: Was bringt sie?

Was bedeutet Solarthermie?

Zur Nutzung von Sonnenenergie bestehen heute unterschiedliche Methoden. Im Gegensatz zur Stromerzeugung aus Sonnenlicht – der Photovoltaik – geht es bei der Solarthermie tatsächlich um die direkte Nutzbarmachung der in den Sonnenstrahlen enthaltenen Energie für die Erwärmung Ihres Gebäudes. Eine solche Solaranlage geht nicht den Umweg über Strom, sondern nimmt die Sonnenkraft auf und führt Sie unmittelbar dem Heizwasserkreislauf als gewinnbringende Wärme zu.

Wie funktioniert ein Sonnenkollektor?

Ein Sonnenkollektor ist eine Vorrichtung, die Sonnenlicht in nutzbare Energie umwandelt, typischerweise in Form von Wärme (Solarthermie) oder Strom (Photovoltaik). Die grundlegende Funktionsweise eines Sonnenkollektors im Bereich der Solarthermie basiert auf der Absorption von Sonnenlicht durch Solarmodule, die aus solarthermischen Absorbern bestehen. Diese wandeln das Licht in Wärme um, indem sie es absorbieren und an einen Wärmeträger wie Wasser oder Luft weitergeben. Diese Wärmeenergie kann dann für verschiedene Zwecke genutzt werden, wie z.B. zur Erzeugung von Warmwasser für Haushalte oder zur Heizung von Gebäuden.

Wie funktionieren Sonnenkollektoren für die Heizung?

Die Funktionsweise einer Solarthermieheizung als Heizungssystem ist im Grunde simpel und basiert auf dem Prinzip, welches wir eben vorgestellt haben. Auf einer der Sonne ausgesetzten Fläche, also in vielen Fällen beispielsweise dem ohnehin bereits geneigten Hausdach, werden Sonnenkollektoren aufgestellt bzw. montiert. Die Kollektoren werden von Wasser durchflossen, das sich durch die Sonneneinstrahlung erwärmt. Das nun heiße Wasser wird über Leitungen zu einem Speicher gepumpt, wo es die gespeicherte Sonnenenergie in Form von Wärme an das Speichermedium, ebenfalls Wasser, überträgt. Abgekühlt wird das Wasser erneut der Solarthermieanlage zugeführt und der Kreislauf beginnt von Neuem. Technisch bestehen zwei Varianten, die Solarthermie einzusetzen. Entweder werden die Kollektoren als flache Bauteile oder als Reihung einzelner Röhren umgesetzt. Der Unterschied beider Bauformen sind die optische Erscheinung, aber auch die Leistungsfähigkeit. Das zugrunde liegende Prinzip ist dagegen bei beiden Bauformen identisch.

Gibt es die „echte“ Solarthermieheizung?

Wer die Funktion einer Solarthermieheizung aufmerksam betrachtet hat, dem dürfte sich nun eine Frage stellen: Wie funktioniert Ihre Heizung nachts oder bei bewölktem Himmel? Und auch im Winter ist ja im Allgemeinen mit einer deutlich geringeren Sonneneinstrahlung zu rechnen. In der Tat variiert die Leistungsfähigkeit der Solarthermie enorm und kann nachts vollständig zum Erliegen kommen. Daher kommt diese Technik nicht als alleinstehendes System zum Einsatz. Stattdessen wird es als Ergänzung zu einer bestehenden Heizungsanlage eingesetzt, deren Laufzeit damit reduziert und der Energieverbrauch gesenkt wird. Außerdem kann in vielen Fällen die Dimension des Systems deutlich reduziert werden, da selbst im Winter von einer gewissen Grundleistungsfähigkeit der Sonnenunterstützung ausgegangen werden kann.

 

Die Anbindung beider Systeme erfolgt über den Speicher. Vom Warmwasserspeicher werden sowohl Heizwärme als auch Warmwasser für Ihr Gebäude abgenommen. Parallel speisen nun Sonnenkollektor und Heizsystem ihre Wärme ein. Je mehr Energie der Sonne zugeführt wird, umso weniger muss die anderweitige Heiztechnik beisteuern, um dem gewünschten Sollwert im Speicher aufrecht zu erhalten.

Vor- und Nachteile einer Solarthermieheizung

Nun bietet jedes System seine ganz eigenen Vorzüge und Schwierigkeiten. Eine Solarthermieheizung überzeugt durch die Wärmeerzeugung ohne Brennstoff und mit einem lediglich für Pumpen anfallenden, sehr geringen Hilfsenergiebedarf. Zudem entfällt die etwa von Photovoltaikanlagen bekannte schleichende Abnahme der Leistungsfähigkeit, so dass der Wärmeertrag auch nach Jahrzehnten noch uneingeschränkt gegeben ist.

Auf der „negativen“ Seite der Medaille steht dagegen der technische und finanzielle Aufwand der Solarthermieanlage, der ja letztlich parallel zur sonstigen Heiztechnik anfällt. Darüber hinaus bildet die Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung keine verlässliche Basis der Energieversorgung, da Wetter und Wolken ja nie mit absoluter Zuverlässigkeit und Regelmäßigkeit angesetzt werden kann. Die sonstige Heizungsanlage muss somit in der Lage sein, auch einen Ausfall der Sonnenstrahlung vollständig abzudecken.

Welches Heizsystem eignet sich für eine Solaranlage?

Grundsätzlich können Sie jede gebräuchliche Heizungsanlage mit einer Solarthermieheizung kombinieren. Allerdings bringt nicht jede Heizung dieselben Voraussetzungen mit, um gut mit den bereits angeführten Eigenheiten der Sonnenenergienutzung zu harmonieren. Besonders vorteilhaft sind Systeme, die sich hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit und – gerade bei anderen regenerativen Energieformen – ihrer Effizienz so gestalten, dass besonders effiziente und besonders ertragsarme Zeiten nicht zusammenfallen, sondern idealerweise sogar gegenläufig sind. Andererseits können Anlagen mit „beliebiger“ Wärmeerzeugung gut dazu genutzt werden, die wenig ertragreichen Phasen der Sonnenenergienutzung abzudecken. Bewährt sind entweder fossile Anlagen mit Öl oder Gas oder aber holzbefeuerte Heizkessel mit Stückholz, Hackschnitzeln oder Pellets.

Die immer weiter verbreitete Wärmepumpe kann dann sinnvoll kombiniert werden, wenn es sich beispielsweise um eine Geothermiepumpe oder Grundwasser handelt. Dann wird die Erdwärme oder die Wärme des Grundwassers wetterunabhängig gewonnen und genutzt. Schwieriger gestaltet es sich hingegen bei einer Wärmepumpe mittels Außenluft. Gerade nachts und im Winter – wenn die Sonne ohnehin nicht oder nur begrenzt zur Verfügung steht – ist auch die Außenluft kalt und damit energiearm. Die Folge ist ein besonders hoher Hilfsenergiebedarf. Somit erscheint eine Luftwärmepumpe als Kombination mit Sonnenwärme nur bedingt sinnvoll, da beide Systeme die Hoch- und Tiefpunkte ihrer Leistungsfähigkeit bei vergleichbaren Umgebungsbedingungen aufweisen.

Kosten und Nutzen

Was bleibt, ist die Frage nach der ökonomischen Sinnhaftigkeit, sprich: nach den Kosten der Solarthermie. Unbestritten fallen für eine Solarthermieanlage Kosten an, die zusätzlich zur anderen, zwingend erforderlichen Heizung, entstehen. Die Einsparungen bei einer möglicherweise geringer dimensionierten „Hauptheizung“ fangen dabei in aller Regel nicht die Investitionen für die Sonnenkollektoren auf. Allerdings zeigt sich der echte wirtschaftliche Vorteil üblicherweise bereits nach wenigen Jahren im Betrieb. Durch die deutlichen Einsparungen bei Brauch- und Heizwasser via Gas, Öl, Holz oder auch Strom (als Hilfsenergie für die Wärmepumpe) amortisiert sich die Sonnennutzung bei einer gut funktionierenden Anlage im Normalfall deutlich innerhalb der anzusetzenden Lebensdauer.

Fazit – Nachhaltig heizen mit einer Solarthermieheizung

Eine Solarthermieheizung ist zwar keine eigenständige Heizungsanlage, sie kann jedoch Wärmepumpen oder ein anderes System sinnvoll und vor allem sparsam ergänzen. Die Solarthermie ist langjährig erprobt und entwickelt. Sie stellt daher eine der einfachsten und verbreitetsten Formen dar, um nachhaltig zu heizen. Tun Sie der Umwelt und nicht zuletzt auch Ihrem Geldbeutel etwas Gutes und setzen Sie auf die fortwährende und voraussichtlich unendliche Kraft der Sonne! Ganz nebenbei: Durch einen Sonnenkollektor können Sie wunderbar die gesetzlichen Forderungen nach einem regenerativen Energieanteil Ihrer Heizwärme erfüllen, ohne auf die möglicherweise vorhandene Infrastruktur zur Öl- oder Gasnutzung gänzlich zu verzichten.