Solarthermie im Winter

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Der Winter ist die Zeit, in der die Heizung am stärksten gefordert ist. Sowohl zur Heizwärmeerzeugung als auch zur Warmwasserbereitung wird sie nun tagtäglich, teilweise rund um die Uhr, gebraucht. Natürlich steigt auch der Energieverbrauch in dieser Zeit spürbar an. Verschiedene Systeme ohne Brennstoff- oder sogar Energiebedarf sollen helfen, den Verbrauch im überschaubaren Rahmen zu halten. Allerdings stellt sich regelmäßig die Frage nach der Effizienz und damit der Rentabilität. Lohnt Solarthermie im Winter? Ist sie leistungsfähig genug, um tatsächlich einen nennenswerten Beitrag zur Wärmeversorgung zu liefern?

Was genau ist eigentlich Solarthermie?

Unter einem solarthermischen System versteht man eine Solaranlage, die unter Einsatz von Sonnenenergie Warmwasser bereitet. Damit grenzt sich das System klar von einer photovoltaischen Anlage ab, die aus derselben Sonnenenergie elektrischen Strom generiert. Solarthermie ist damit auch nicht unabhängig einsetzbar, sondern kommt nur dort zum Einsatz, wo tatsächlich warmes Wasser benötigt wird – also bei der Heizung. Denn sie liefert Wärme sowohl als Brauchwasser, als auch als Heizwärme. Der wichtigste Zusammenhang in Bezug auf Solarthermieanlagen ist deshalb auch der zwischen Wärmeerzeugung und Sonneneinstrahlung. Je stärker die Sonne scheint, umso größer ist die Ausbeute in Form von Heißwasser.

Keine eigene Heizung, sondern „nur“ eine Heizungsunterstützung

Da die Sonne in unseren Breiten nicht zuverlässig ganzjährig mit hoher Intensität scheint, ergibt sich für die Solarthermie ein nicht von der Hand zu weisender Sachverhalt: Ein solches System kann aus praktischen Gesichtspunkten nicht als eigenständige Heizung eingesetzt werden. Denn wenn keine Sonne scheint, entsteht kein heißes Wasser. Die sichere Deckung des Bedarfs wäre selbst mit enormen Solarspeichern und gigantischen solarthermischen Flächen kaum herstellbar. Deshalb kommt die solarthermische Energiegewinnung immer nur als Unterstützung eines anderen Heizsystems, etwa einer Gastherme, zum Einsatz.

Solarthermie im Winter – lohnt sich das?

Gerade weil eine Solarthermieanlage in Deutschland nicht ganzjährig mit gleichbleibend hohen Sonnenstrahlungsmengen rechnen darf, stellt sich zu Recht die Frage, ob ein solches System im Winterhalbjahr überhaupt lohnt. Zumindest in den „echten“ Wintermonaten mit kurzen Tageslängen und einer hohen Wahrscheinlichkeit von Nebel, Regen oder auch Schnee dürfte der Ertrag erwartungsgemäß deutlich geringer ausfallen.

Von der Funktionsweise zur Überlegung, ob Solarthermie im Winter lohnt

Es ist klar, dass eine Solaranlage im Winter nicht die Energie liefert, wie in den Sommermonaten. Dennoch ist in Abhängigkeit vom Wetter eine gute Ausbeute nicht ausgeschlossen. Um das nachvollziehen zu können, muss man die Funktionsweise eines solchen Systems kennen und verstehen. Die Erwärmung des im System zirkulierenden Wassers erfolgt nicht oder nur zu minimalen Teilen über die Lufttemperatur. Die winterlichen Minustemperaturen spielen daher kaum eine Rolle bei der Betrachtung der Leistungsfähigkeit. Gewonnen wird die Energie vor allem aus der im Sonnenlichtspektrum enthaltenen langwelligen Licht im Infrarotbereich. Diese Strahlungsanteile sind energiereich und heizen den Wasserkreislauf zuverlässig auf. Zwar fällt die Strahlungsintensität in den Wintermonaten insgesamt geringer aus, an klaren, sonnigen Tagen ist der prozentuale Anteil an Infrarotstrahlung im Sonnenlicht unverändert zum sommerlichen Anteil. Durch den niedrigeren Gesamtstrahlungswert fällt aber natürlich auch der prozentuale Infrarotanteil absolut betrachtet niedriger aus.

Die Leistungsfähigkeit einer Solarthermieanlage im Winter

Nicht jedes Winterhalbjahr fällt gleich aus. Mal bestimmt bereits ab Oktober Nebel und tristes Grau unser Leben. In anderen Jahren folgt auf einen goldenen Herbst ein Winter mit klaren, strahlenden Wintertagen. Deshalb kann eine Betrachtung der Leistungsfähigkeit solarthermischer Systeme nur im Durchschnitt zahlreicher Jahre erfolgen. Je nach Standort und Ausrichtung liegen durchschnittliche winterliche Ertragswerte für Solarthermie bei rund 20 bis maximal 30 Prozent der sommerlichen Leistung. Die Gründe dafür finden sich im durchschnittlich „schlechteren“ Wetter und den kürzeren Tagen – insgesamt also in einer geringeren Sonnenscheindauer und der im Winter durch den niedrigeren Sonnenstand niedrigeren Strahlungsintensität.

Solarthermie versus Photovoltaik im Winter – wo liegt der Unterschied?

Natürlich kämpft auch die Photovoltaik im Winter mit geringeren Erträgen. Trotzdem weist sie einen deutlichen Vorteil gegenüber der Solarthermie auf. Selbst mit einer Akkuspeicherung besteht immer ein Anschluss an die öffentliche Stromversorgung. Bleibt die energiebringende Sonnenstrahlung einmal aus und der Akkuspeicher ist leer, wird automatisch Energie aus dem öffentlichen Netz geholt. Ein Versorgungsausfall ist also ausgeschlossen. Anders bei solarthermischen Anlagen. Bringen sie keinen Ertrag, muss das sonstige Heizsystem die volle Leistungsfähigkeit ganz ohne Unterstützung bringen. Andernfalls bleiben die Heizkörper kalt oder das Brauchwasser hat nicht mehr die gewohnte Temperatur.

Praktische Tipps, um Solarthermie im Winter leistungsfähiger zu machen

Genau deshalb ist es unerlässlich, die Solaranlage vor der einsetzenden Winterzeit so vorzubereiten, dass die geringeren Erträge zumindest in vollem Umfang und nicht durch weitere Probleme zusätzlich gemindert verbucht werden können.

Vor allem zwei einfache Maßnahmen helfen, das Maximum aus dem System zu holen:

Die Solaranlage vor dem Winter reinigen

Selbst wenn solare Strahlung da ist, muss sie erst einmal an die Solaranlage gelangen. Gerade im Herbst wird durch den Laubabwurf der Bäume und den häufigen Wind ein hohes Maß an Schmutz, Laub und sonstigen Dingen auf die Dächer und damit auch die Kollektoren geweht. Reinigen Sie die Kollektorflächen gründlich, können Sie den Ertrag zwar nicht steigern, sie verhindern aber die unnötige und vor allem vermeidbare Ertragsminderung.

Die Solaranlage von Schnee befreien

Ein ähnliches Ziel verfolgt die Schneeräumung der Kollektorflächen. Wenn Sie Ihre Solaranlage von Schnee befreien, gelangt Sonnenlicht zu den Kollektoren und erzeugt Wärme. Im Gegensatz zur Reinigung kann dieser Vorgang mehrmals anfallen. Zwar schmelzen geringe Schneeüberdeckungen meist rasch ab, ab einer bestimmten Dicke in Verbindung mit besonders tiefen Temperaturen ist eine manuelle Tätigkeit zur Ertragserhaltung aber kaum vermeidbar.

Solarthermieanlage und Wärmepumpe – Macht die Kombination Sinn?

Eine Solaranlage funktioniert am besten, wenn sie mit einer Heizung kombiniert wird, die wetterunabhängig agiert. Deshalb kommt sie vor allem in Kombination mit Öl- und Gasthermen, oder aber mit Holzheizungen zur Anwendung. Aber wie sieht es mit der immer stärker verbreiteten Wärmepumpe aus? Vor allem die besonders beliebte Luftwärmepumpe ist dann besonders leistungsfähig, wenn die Außenluft warm ist. Also im Sommer. Ähnlich sieht es wegen der höheren Strahlungsintensität der Sonne auch bei der solarthermischen Unterstützung aus. Beide Systeme weisen dagegen im Winter eine weit geringere Leistungsfähigkeit auf. Zwar ist die Ergänzung beider Komponenten möglich, effizienter zeigen sich dagegen andere Zentralheizungen, die um die solare Warmwasserbereitung ergänzt werden.

Fazit: Solarthermieanlage in der Winterzeit – auch in der kalten Jahreszeit Warmwasser aus Sonnenkraft erzeugen

Die Erzeugung von Warmwasser durch Sonnenkraft kann die eigentliche Heizung deutlich unterstützen und somit einiges an Energie, Brennstoff und letztlich Geld sparen. Sie Solaranlage im Winter ist dagegen in ihrer Leistungsfähigkeit eingeschränkt. Um trotzdem den maximalen Nutzen zu haben, lohnt die entsprechende Vorbereitung auf das Winterhalbjahr und eine regelmäßige, bedarfsgerechte Befreiung von Schnee und Eis. So trägt das System – wenn auch in geringerem Umfang – ganzjährig zur Bereitstellung von Heizwärme und heißem Brauchwasser bei.