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Solare Heizungsunterstützung

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Definition: die Unterstützung einer Heizungsanlage mit Wärme aus Sonnenkollektoren

Englisch: solar central heating support

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

Autor: Dr. Rüdiger Paschotta (G+)

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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