Zuletzt aktualisiert: 25. September 2023
Solarthermie: Funktion, Kosten, Vor- und Nachteile und eine Alternative
Solarthermie steht für die Umwandlung Sonnenstrahlung in thermische Energie: Mit einer Solarthermieanlage können Eigenheimbesitzer ihr Haus heizen und mit Warmwasser versorgen. Was Solarthermie kostet, welche Vor- und Nachteile sie besitzt und weshalb Photovoltaik eine echte Alternative darstellt, erfährst du in diesem Artikel.
Mit Solaranlage und Wärmepumpe Strom und Wärme erzeugen:
Lesedauer: 8 Minuten
Inhalt
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- Solarthermie: Funktion, Technik und Komponenten
- Solarenergie für die Heizung nutzen
- Solarenergie fürs Warmwasser nutzen
- Solarthermie Kosten: Das kosten Technik und Installation
- Welche Vorteile bietet Solarthermie?
- Welche Nachteile hat die Solarthermie?
- Kluge Alternative: Solaranlage mit Wärmepumpe kombinieren
Solarthermie: Funktion, Technik und Komponenten
Solarthermie ist eine Technologie, bei der die Energie der Sonnenstrahlung in Wärme umgewandelt wird. Ihre Basis bilden solare Kollektoren, die auf dem Dach oder an einer anderen geeigneten Stelle angebracht werden. Diese Kollektoren absorbieren das einfallende Sonnenlicht und wandeln es in Wärme um: In einem geschlossenen System zirkuliert eine Flüssigkeit, die die aufgenommene Wärme transportiert und in einem Wärmetauscher an das Heizungssystem oder den Warmwasserspeicher abgibt. Die so gewonnene Wärme kann zur Beheizung des Gebäudes und zur Bereitstellung von Warmwasser genutzt werden.
Solarthermie: Technische Komponenten
| 1. Solarkollektoren | Auf dem Dach installierte Solarkollektoren absorbieren das Sonnenlicht über eine dunkle Metallschicht hinter Glas. Dabei entsteht Wärme, die auf dahinterliegende Kupferrohre übertragen werden. |
| 2. Rohrleitungssystem | Die Rohrleitungen beinhalten ein Wärmeträgermedium. Es besteht meist aus einem Wasser-Frostschutzmittel-Gemisch. Die erwärmte Flüssigkeit wird vom Dach bis ins Gebäude transportiert. |
| 3. Solarkreispumpe | Die Solarkreispumpe sorgt für den Durchfluss des Wärmeträgermediums in einem kontinuierlichen Kreislauf. |
| 4. Ausdehnungsgefäß | Das Ausdehnungsgefäß ermöglicht es dem der Flüssigkeit, sich bei Temperaturveränderungen auszudehnen oder zusammenzuziehen, ohne das System zu beschädigen. |
| 5. Gasheizkessel | Der Gasheizkessel dient als zuschaltbare Backup-Heizung, falls die Solarthermieanlage allein nicht genügend Wärme produzieren kann, beispielsweise bei schlechten Wetterbedingungen, oder wenn der Wärmebedarf im Winter sehr hoch ist. |
| 6. Wärmetauscher | Der Wärmetauscher transferiert die Wärme von der Solarthermieanlage auf das eigentliche Heizungssystem bzw. den Warmwasserspeicher im Gebäude. |
| 7. Solarspeicher | Ein gut gedämmter Solarspeicher bzw. Warmwasserspeicher (daher nicht zu verwechseln mit einem Stromspeicher) dient zur Speicherung des nicht sofort benötigten Warmwassers. So kann die Wärme für Zeiten mit geringer Sonneneinstrahlung oder höherem Wärmebedarf aufbewahrt werden. |
| 8. Verbraucher | Die einzelnen Verbraucher im Gebäude – wie Heizkörper, die Waschmaschine oder die Dusche – werden mit Warmwasser versorgt. |
Solarenergie für die Heizung nutzen
Die Solarthermie eignet sich gut zur Unterstützung einer bestehenden Heizungsanlage. Insbesondere im Frühling und Herbst, wenn im Haus Heizbedarf besteht, die Sonneneinstrahlung aber schon bzw. noch intensiv genug ist, kann die Solarthermieanlage einen Teil der benötigten Heizenergie liefern. Dadurch können Hausbesitzer ihre Heizkosten reduzieren und gleichzeitig einen Beitrag zum Umweltschutz leisten. Denn die Kombination aus Solarthermie und herkömmlicher Heizungsanlage verringert den Bedarf an fossilen Brennstoffressourcen.
Solarenergie fürs Warmwasser nutzen
Ein weiterer großer Vorteil der Solarthermie ist die Möglichkeit, Warmwasser umweltfreundlich zu erzeugen. Die Solarthermieanlage heizt das Wasser im Warmwasserspeicher auf und kann so den Bedarf an konventioneller Warmwasserbereitung reduzieren. Das ist vor allem in den warmen Sommermonaten sehr effektiv, wenn die Sonneneinstrahlung besonders hoch ist. Das macht das Duschen, Hände- und selbst Wäschewaschen (in einer geeigneten Waschmaschine mit Warmwasserzufuhr) zu einer umweltfreundlichen Angelegenheit. Die Nutzung von Solarthermie zur Warmwasserbereitung spart darüber hinaus Energie und damit Kosten.
Solarthermie Kosten: Das kosten Technik und Installation
Die Kosten für eine Solarthermieanlage hängen von Faktoren wie der Größe der Anlage, der Art der Kollektoren und des Solarspeichers sowie von den Installationskosten ab. Für gewöhnlich sind Solarthermieanlagen in der Anschaffung teurer als herkömmliche Heizungen wie eine Gastherme oder die Ölheizung. Allerdings sind die Betriebskosten deutlich geringer, da Sonnenenergie kostenlos zur Verfügung steht und verhältnismäßig wenig Strom für den Betrieb der Solarthermieanlage benötigt wird.
Gesamtkosten Solarthermie (Technik und Installation)
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- Nur Warmwasser: etwa 8.000 bis 14.000 Euro
- Warmwasser und Heizung: etwa 10.000 bis 18.000 Euro
Die Einsparungen durch geringere Energiekosten können die Investitionskosten ausgleichen und langfristig zu Kosteneinsparungen führen. Und Hand aufs Herz: So richtig möchte doch keiner mehr auf klimabelastende und endliche fossile Energie setzen, nicht wahr?
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Welche Vorteile bietet Solarthermie?
Die Nutzung von Solarthermie bietet zusammengefasst einige Vorteile, die sie zu einer attraktiven Option für Hausbesitzer machen:
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- Umweltfreundlichkeit: Solarthermie nutzt die Energie der Sonne und erzeugt keine schädlichen Emissionen, wodurch sie einen positiven Beitrag zur Energiewende leistet.
- Unabhängigkeit von fossilen Brennstoffen: Solarthermie reduziert die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen wie Öl oder Gas und trägt zur Diversifizierung der Energieversorgung bei.
- Langfristige Einsparungen: Obwohl die Anschaffungskosten recht hoch sein können, führen die langfristigen Einsparungen bei den Energiekosten zu einer positiven Bilanz.
- Fördermöglichkeiten: Die KfW-Bank bietet einen Förderkredit für Maßnahmen zur Nutzung erneuerbarer Energien an – zu denen auch die Installation von Solarthermie gehört. Manche Bundesländer gewähren zusätzliche Förderungen und Anreize für die Installation von Solarthermieanlagen.
Welche Nachteile hat die Solarthermie?
Trotz der vielen Vorteile gibt es auch einige Nachteile, die bei der Entscheidung um eine Solarthermieanlage berücksichtigt werden sollten:
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- Entweder PV oder Thermie: Die meisten Dachflächen sind zu gering, um sowohl eine Photovoltaikanlage zur Stromerzeugung als auch eine Thermieanlage zur Wärmeerzeugung nutzen zu können. Hier ist eine PV-Anlage meist die bessere Wahl, da sie oft mehr Ersparnispotenzial aufweist.
- Komplexere Installation: Statt wie bei PV-Anlagen einfach ein paar Solarmodule installieren und verkabeln zu lassen, müssen bei Solarthermie gedämmte Rohrleitungen vom Dach bis ins Gebäude verlegt werden. Das macht die Montage aufwändig.
- Ästhetische Aspekte: Vakuum-Röhrenkollektoren können zwar an Hausfassaden montiert werden. Viele Hausbesitzer schreckt dabei jedoch die Optik der Solarthermie-Kollektoren ab, die wie ein Fremdkörper wirken können.
- Gefahr von Überhitzung: Bei extremer Sonneneinstrahlung kann es zur sogenannten thermischen Stagnation kommen: Dabei wandelt sich die Trägerflüssigkeit zu Gas, die Nutzung der Solarthermieanlage ist bis zur Abkühlung nicht mehr möglich.
- Kein Verkauf überschüssiger Energie: Bei einem Überschuss an Strom aus der PV-Anlage kann dieser für eine Einspeisevergütung ins öffentliche Netz gespeist werden. Ungenutzte Solarthermiewärme hingegen kann nicht verkauft werden.
Kluge Alternative: Solaranlage mit Wärmepumpe kombinieren
Eine intelligente Alternative zur reinen Solarthermie ist die Kombination einer Solaranlage mit einer Wärmepumpe. Die Solaranlage erzeugt während sonnenreicher Zeiten Strom, der in einem Stromspeicher gespeichert werden kann und so eine installierte Wärmepumpe rund um die Uhr betreiben kann. Mit der Wärmepumpe wird die Umgebungswärme auf ein höheres Temperaturniveau gebracht und für die Nutzung im Haus verfügbar gemacht. Und ein optionaler Warmwasserspeicher kann den täglichen Warmwasserbedarf einer großen Familie decken.
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Unser Fazit zur Solarthermie
Die Solarthermie bietet eine effiziente Möglichkeit, die Energie der Sonne in Wärme umzuwandeln und umweltfreundlich zu heizen sowie Warmwasser zu erzeugen. Allerdings kommt sie mit ein paar Nachteilen, die in Summe viele Hausbesitzer dazu veranlassen, lieber eine Photovoltaikanlage zu installieren.
