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Solare Heizungsunterstützung

Definition: die Unterstützung einer Heizungsanlage mit Wärme aus Sonnenkollektoren

Englisch: solar central heating support

Kategorien: erneuerbare Energie, Grundbegriffe, Haustechnik, Wärme und Kälte

Autor:

Wie man zitiert; zusätzliche Literatur vorschlagen

Ursprüngliche Erstellung: 18.12.2012; letzte Änderung: 14.09.2017

Thermische Solaranlagen (mit Sonnenkollektoren) dienen häufig nicht nur der solaren Warmwasserbereitung, sondern auch der Heizungsunterstützung. Dies bedeutet, dass die Anlage im Sommer meist den Großteil des Warmwasserbedarfs deckt, im Winter dagegen einen (meist kleineren) Teil des Heizwärmebedarfs.

Auslegung der Anlage

Anlagen mit Heizungsunterstützung beinhalten meist eine größere Kollektorfläche als reine Warmwasseranlagen – beispielsweise rund 10 m2 statt 6 m2 für ein Einfamilienhaus. Damit decken sie z. B. in einem Niedrigenergiehaus typischerweise rund 20 bis 30 % des gesamten Wärmebedarfs. Der größte Teil des Heizenergiebedarfs wird immer noch mit einem anderen Wärmeerzeuger abgedeckt, z. B. mit einem Heizkessel oder einer Wärmepumpe.

Eine noch größere Kollektorfläche könnte den solaren Anteil der Wärmebereitung im Prinzip erhöhen. Jedoch entsteht dann das Problem großer Wärmeüberschüsse im Sommer, die dann nicht genutzt werden können; die Wirtschaftlichkeit kann darunter leiden. Wünschenswert wäre ein saisonaler Speicher, mit dem diese sommerlichen Überschüsse für die Nutzung im Herbst oder Winter verfügbar gemacht würden. Dies ist jedoch zumindest für kleinere Häuser schwer realisierbar. Deswegen erfolgt die Auslegung meist so, dass im Sommer moderate Überschüsse an besonders sonnigen Tagen erfolgen, aber nicht ein wesentlicher Teil der erzeugten Wärme ungenutzt bleibt.

Ein großzügig bemessener Pufferspeicher (Solarspeicher) kann diese Problematik ein Stück weit reduzieren, auch wenn er nicht als saisonaler Speicher geeignet ist. Er hilft nämlich, Überschüsse an einzelnen heißen Tagen zu speichern und so den Nutzungsgrad zu erhöhen. Allerdings nehmen für größere Speicher auch die Wärmeverluste zu, während der Grenznutzen abnimmt.

Ein hoher Anstellwinkel der Sonnenkollektoren ist für die Heizungsunterstützung günstig, da so die Wärmeausbeute im Winter erhöht wird. Eine dadurch etwas verminderte Wärmeausbeute im Sommer ist kein Problem, wenn dann ohnehin eher Überschüsse auftreten.

Vorteil: Niedrigeres Temperaturniveau für die Heizung

Ein wichtiger Vorteil der Heizungsunterstützung ist, dass im Winter die Wärme von den Kollektoren auch auf einem tieferen Temperaturniveau nutzbar ist – vorausgesetzt, dass das Zentralheizungssystem mit einer niedrigen Vorlauftemperatur auskommt (also eine Niedertemperaturheizung ist). Dies ist der Fall, wenn eine Flächenheizung eingesetzt wird, z. B. eine Fußbodenheizung, oder wenn der Wärmebedarf durch sehr gute Wärmedämmung stark abgesenkt wurde.

An kalten Wintertagen mit nicht allzu viel Sonne könnten Kollektoren, die nur für Warmwasser nutzbar sind, unter Umständen gar keine Produktion erlauben, weil sie die nötige Temperatur aufgrund ihrer Wärmeverluste nicht erreichen. Für die Heizung bei z. B. nur 30 °C dagegen ergibt sich dann immer noch eine gute Energieausbeute. Die Kollektoren arbeiten in Heizperiode dann immer auf diesem niedrigeren Temperaturniveau, und der Wärmebedarf für Warmwasser wird in dieser Zeit größtenteils von der Heizungsanlage bedeckt.

Solare Heizungsunterstützung nur im Niedrigenergiehaus?

Der Anteil des gesamten Wärmebedarfs, der sinnvoll durch solare Heizungsunterstützung gedeckt werden kann, ist naturgemäß bei gut wärmegedämmten Gebäuden höher als bei unsanierten Altbauten. Bei letzteren ist nämlich der Heizwärmebedarf sehr viel höher als der Wärmebedarf für Warmwasser, so dass das oben genannte Problem der Auslegung verschärft auftritt.

Es ist allerdings falsch, daraus zu folgern, dass die solare Heizungsunterstützung beim unsanierten Altbau grundsätzlich weniger sinnvoll wäre. Entscheidend ist nämlich für eine Kosten-Nutzen-Rechnung nicht der prozentuale Anteil der eingesparten Menge fossiler Energie, sondern die absolute eingesparte Menge. Und diese absolute Einsparung ist beim Altbau nicht geringer – außer wenn die Vorlauftemperatur der Heizung höher ist, was die Effizienz der Sonnenkollektoren im Heizbetrieb vermindert. Das wesentliche Kriterium für die Eignung der solaren Heizungsunterstützung ist also die Vorlauftemperatur und nicht der Heizwärmebedarf.

Staatliche Förderung und Richtlinien

In Deutschland sind für die Errichtung von thermischen Solaranlagen Zuschüsse vom BAFA möglich, aber nur für solche Anlagen, die außer der Warmwasserbereitung auch Heizungsunterstützung (oder eventuelle eine andere Wärmenutzung) ermöglichen [1].

Wenn in Deutschland eine Heizungsanlage neu gebaut oder erneuert wird, gilt (mit diversen Ausnahmen) eine Nutzungspflicht für erneuerbare Energien gemäß dem Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich [2]. Diese Pflicht kann dadurch erfüllt werden, dass mindestens 15 % des Wärmebedarfs mit einer thermischen Solaranlage gedeckt werden. Bei solarer Heizungsunterstützung ist dies in der Regel ohne Weiteres möglich. Bei einem Passivhaus würde im Prinzip schon die reine solare Brauchwasserbereitung dafür genügen.

Literatur

[1]Richtlinien der BAFA zur Förderung von Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien im Wärmemarkt (2011)
[2]Gesetz zur Förderung Erneuerbarer Energien im Wärmebereich

(Zusätzliche Literatur vorschlagen)

Siehe auch: Solarheizung, Sonnenkollektor, solare Warmwasserbereitung
sowie andere Artikel in den Kategorien erneuerbare Energie, Grundbegriffe, Haustechnik, Wärme und Kälte

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Kommentare von Lesern

13.09.2017

In meinen Überlegungen habe ich die solare Wassererwärmung immer als vollkommen unsinnig wahrgenommen. Wir haben ein Haus mit 4 Personen, 200 m2 und sehr gutem gedämmten Zustand. Für Heizung und Warmwasser verbrauchen wir 650 m3 Gas, was in etwa 50 € im Monat ausmacht. Wenn ich durch solare Ergänzung also 30 % spare, macht das pro Jahr 200 €. Dafür muss ich ca. 4.000 € in die Anlage investieren, min. 1 m2 Wohnraum zusätzlich bauen für 2.000 €, weil ein großer 300-l-Wassertank erforderlich ist. Die Wartungskosten steigen, weil beispielsweise die Opferanode das Dreifache kostet, und im Betrieb muss der große Wasserspeicher auch wegen Legionellen hoch geheizt werden. Mein derzeitiger Speicher ist äquivalent zu 120 l und hat wahrscheinlich nur 80 Liter.

Bei Freunden musste die Pumpe und Sole nach 5 Jahren für 500 € getauscht werden. Das wird bei anderen Anlagen vielleicht erst nach 10 Jahren nötig sein. Bewegte Teile sind immer anfällig.

Optimistisch gerechnet sehe ich mit solch einer Anlage erst nach 40 Jahren die schwarze 0. Leider gibt es sie dann wahrscheinlich schon nicht mehr.

Der einzige Grund, warum Leute heute solch eine Anlage im Neubau einbauen lassen ist die Verpflichtung aus dem EEG auch erneuerbare Energien einzusetzen. Ein schöner Lobbyerfolg der Hersteller.

Ich habe das umgangen indem ich besser isoliert habe, enger verlegte Fußbodenheizung und eine zentrale Lüftung mit Wärmerückgewinnung eingebaut wurde. Ob diese Anlage wirtschaftlich/energetisch sinnvoll ist, ist nicht so entscheidend. Sie liefert in erster Linie eine erhebliche Steigerung der Wohnqualität.

Solare Ergänzung der Heizung ist etwa so sinnvoll wie Batteriespeicher bei Solaranlagen…

Antwort vom Autor:

Die Wirtschaftlichkeit solcher Anlagen ist in der Tat häufig nicht ganz befriedigend. Es kommt aber auf die jeweiligen Umstände an:

  • Bei einem Haus wie Ihrem mit relativ geringem Energiebedarf lässt sich natürlich entsprechend wenig einsparen. Bei einem Mehrfamilienhaus kann es schon viel besser aussehen.
  • Der Ertrag hängt auch deutlich von den Umständen ab – etwa von der Zahl der Sonnenstunden pro Jahr am Standort, von möglicher Verschattung, der Qualität der Kollektoren etc. Nur wo diese Umstände relativ günstig sind, kann Solarthermie sinnvoll sein.
  • Wartungs- und Reparaturkosten sind in der Tat ein wichtiger Faktor. Es kommt also sehr auf die Qualität der Anlage an.
  • Die Energiepreise sind derzeit ziemlich moderat, aber wer kann vorhersagen, wie das in zehn Jahren aussehen wird?
  • Ich halte es für etwas übertrieben, ein größeres Haus zu bauen, nur um einen etwas größeren Speicher einbauen zu können – zumal das normalerweise kein Wohnraum ist, sondern Kellerraum. Erst bei einem wirklich großen (saionalen) Speicher für eine Solarheizung fällt das wirklich ins Gewicht. Übrigens belegt ein Öltank meist deutlich mehr als 1 m2! Ähnliches gilt für Kachelöfen (besonders mit zusätzlichem Schornstein, womöglich durch mehrere Stockwerke).

Angesichts der drohenden Klimakatastrophe hätte ich übrigens kein gutes Gefühl dabei, selbst im Sommer noch fossile Brennstoffe zu verheizen, während die Sonne mehr Wärme liefert, als mir lieb ist.

Ich stimme aber zu, dass das Geld oft besser in andere Dinge investiert würde – beispielsweise in bessere Wärmedämmung bei der energetischen Sanierung.

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