Solarthermie: Kosten und Förderung

Mithilfe der Solarthermie können Hauseigentümer die Energie der Sonne nutzen, um zu Heizen und Brauchwasser zu erwärmen. Was Solarthermie kostet und wie sie gefördert wird.

Wie funktioniert Solarthermie?

Bei einer Solarthermieanlage treffen Sonnenstrahlen auf Kollektoren, in denen sich – je nach Kollektorart – pures Wasser oder ein Gemisch aus Wasser und einem Kältemittel befindet. Diese Flüssigkeit wird durch die Sonnenstrahlen erhitzt. Sie wird entweder unmittelbar genutzt oder überträgt die Energie an das Wasser in einem Pufferspeicher.

Fast alle Solarthermieanlagen brauchen einen Warmwasserspeicher, weil das erhitzte Wasser nicht immer sofort verbraucht werden kann. Je nachdem, welche Rolle die Sonnenenergie bei der Warmwasseraufbereitung spielt, ob es also zusätzlich beispielsweise eine Gasheizung gibt, wird ein größerer Speicher benötigt. Soll auch im Winter gänzlich oder überwiegend mit Sonnenenergie geheizt werden, ist ein Pufferspeicher mit mehreren tausend Litern Fassungsvermögen notwendig.

Welche Kollektorarten gibt es bei Solarthermieanlagen?

Kollektoren sind essentieller Bestandteil von Solarthermieanlagen. In Deutschland gibt es folgende fünf Kollektorarten, die sich hinsichtlich Preis, Funktion und Effizienz unterscheiden:

• Flachkollektoren
• Vakuumröhrenkollektoren
• Luftkollektoren
• Hybridkollektoren
• Thermosiphon
• Solarthermische Fassadenelemente

Flachkollektoren

Flachkollektoren sind in Deutschland weit verbreitet. Der Absorber ist flach, darunter zirkuliert in Rohren das Kältemittel. Nach unten schützt eine Dämmschicht vor Wärmeverlusten.

Vorteile von Flachkollektoren:

• relativ gutes Preis-Leistungs-Verhältnis
• einfache Montage
• robust und langlebig

Nachteile von Flachkollektoren:

• Durch einen vergleichsweise schlechten Wirkungsgrad ist mehr Fläche nötig als bei anderen Kollektorsystemen.
• Relativ hohes Gewicht. Eine Installation sollte deswegen vom Architekten oder Statiker geprüft werden.

Vakuumröhrenkollektoren

Vakuumröhrenkollektoren sind teurer als Flachkollektoren. Jedes einzelne Rohr ist von einem Absorber ummantelt und der wiederum von einem Glasrohr. Zwischen den beiden Rohren herrscht Vakuum, was eine nahezu perfekte Wärmedämmung ermöglicht. Röhrenkollektoren sind sehr effizient und werden vor allem dann eingesetzt, wenn nicht genug Platz für einen Flachkollektor vorhanden ist oder der Einstrahlwinkel der Sonne beispielsweise auf einem Dach in Ost-West-Ausrichtung nicht günstig ist.

Vorteile von Röhrenkollektoren:

• sehr hoher Wirkungsgrad
• selbst an Fassaden installierbar
• relativ wenig Kollektorfläche benötigt

Nachteile von Röhrenkollektoren:

• relativ hohe Kosten

Luftkollektoren

Bei einem Luftkollektor wird nicht Wasser oder ein Kältemittel erwärmt, sondern Luft. Diese kann direkt ins Haus geblasen oder aber wie bei anderen Kollektoren an einen Pufferspeicher weitergegeben werden. Die Luft, die dabei abkühlt, kann wiederum zum Kühlen von Räumen genutzt werden. Auf diese Weise dient ein und derselbe Luftkollektor als Klimaanlage und zur Warmwassererzeugung.

Vorteile von Luftkollektoren:

• Mit Bastelgeschick lassen sich kleinere Anlagen auch selbst bauen, etwa um eine Gartenhütte zu beheizen.
• Fassadeninstallation möglich.
• wartungsarm

Nachteile von Luftkollektoren:

• Relativ niedriger Wirkungsgrad von 50 bis 75 Prozent
• Keine Speicherung möglich
• Lässt sich schlecht mit anderen Heizsystemen kombinieren

Hybridkollektoren

Hybridkollektoren vereinen Photovoltaik und Solarthermie, produzieren also Wärme und Strom gleichzeitig. Ein Einsatz kommt vor allem dort in Frage, wo zwar die richtige Ausrichtung zur Sonne gegeben aber nur sehr wenig Platz vorhanden ist. Ansonsten sind Hybridkollektoren zu teuer.

Vorteile von Hybridkollektoren:

• relativ geringer Platzbedarf für die Erzeugung von Strom und Warmwasser

Nachteile von Hybridkollektoren:

• geringerer Wirkungsgrad als bei spezifischen Modulen

Thermosiphon

Beim Thermosiphon befindet sich ein Wasserspeicher auf dem Dach. Das Brauchwasser wird im Kollektor durch die Sonneneinstrahlung erwärmt und steigt dadurch nach oben in den Speicher. Wird warmes Wasser beispielsweise beim Duschen verbraucht, entsteht ein Unterdruck, der kaltes Wasser von unten nachfließen lässt. Eine solche Anlage kann aber nur eingesetzt werden, wo im Winter keine Frostgefahr besteht.

Vorteile von Thermosiphon-Kollektoren:

• Einfacher Aufbau, einfache Funktionsweise
• Ein sehr wartungsarmes System
• Kein zusätzlicher Speicher notwendig

Nachteile von Thermosiphon-Kollektoren:

• Nicht für Gegenden geeignet, in denen es Frost geben kann

Solarthermische Fassadenelemente

Solarthermische Fassadenelemente sind an sich keine Kollektoren, sind aber im Aufbau und der Funktionsweise vergleichbar. Es handelt sich um Ultrahochleistungsbeton-Elemente, die es sowohl in einer verglasten als auch unverglasten Variante gibt. Während die unverglasten Elemente nur als Niedrigtemperaturquelle geeignet sind, sind die verglasten für höhere Temperaturen ausgelegt.

Die Fassadenelemente haben einen besonderen Aufbau, der mit der Struktur von Blättern oder Blutbahnen vergleichbar ist. Durch die Kanäle fließt ein Solarfluid, welches über die Sonneneinstrahlung und Umgebung Wärme aufnimmt.

Vorteile von solarthermischen Fassadenelementen:

• Elemente sind platzsparend
• Fassadenelemente sind vorgefertigt und damit schnell installiert
• Gleichmäßiger Wärmedurchfluss
• Wenig Energieaufwand für Verbindung mit Pumpe notwendig

Nachteile von solarthermischen Fassadenelementen:

• momentan nur bei vorgehängten hinterlüfteten Fassaden anwendbar, in Zukunft sollen sie aber auch in Wärmedämmverbundsystemen und sogenannten Sandwich-Konstruktionen möglich sein

Kann ich Solarthermie auch im Winter nutzen?

Sonnenenergie ist das ganze Jahr über verfügbar – aber nicht immer in gleichem Umfang. Die Sonnenenergie im Winter reicht nicht aus, um die benötigte Heizenergie bei Minustemperaturen aufzubringen. Bei guten Voraussetzungen und richtiger Planung kann eine solarthermische Anlage aber zumindest das Brauchwasser beispielsweise für die Dusche erwärmen. Deshalb sind Solarheizungen in der Regel eine Ergänzung zu einem anderen Heizungssystem.

Die Auswahl des eingesetzten Kollektors ist in unseren Breitengraden jedoch relativ eingeschränkt. Zur Wahl stehen in erster Linie Flach- und Röhrenkollektoren. Wer Platz auf einem nach Süden hin ausgerichteten Steildach hat, wird sich in den meisten Fällen für Flachkollektoren entscheiden, alle anderen werden eher zum Röhrenkollektor greifen. Die weiteren Kollektorvarianten sind in Deutschland nur für ganz spezifische Fälle empfehlenswert.

Mit welchen anderen Heiztechniken kann ich Solarthermie kombinieren?

Solarthermie kann sehr gut mit anderen Techniken kombiniert werden:

• Solarthermie in Kombination mit Photovoltaik: Dann sorgt die Sonne für Wärme und Strom gleichzeitigt. Das lohnt sich aber nicht immer, weil für beide Systeme ein Ersatz für die kalte Jahreszeit installiert und betrieben werden muss.
• Solarthermie in Kombination mit einer Wärmepumpe: Die Solarthermieanlage so viel Wärme, wie eben möglich ist, den Rest übernimmt die Wärmepumpe.
• Solarthermie in Kombination mit einem wasserführenden Ofen: Im Sommer erzeugt die Sonne das warme Wasser. Wenn es kälter wird und die Tage kürzer sind, schürt man den Ofen an und erwärmt so das Wasser, das auch in einem Pufferspeicher zwischengespeichert werden kann.

Welche Voraussetzungen müssen für Solarthermie erfüllt sein?

Die Voraussetzungen, um Solarthermie mit Flachkollektoren nutzen zu können, sind recht einfach zu erfüllen:

• Optimal ist eine Dachneigung von 30 bis 50 Grad.
• Außerdem sollte das Dach nach Süden ausgerichtet sein, wobei Abweichungen von 45 Grad nach Westen oder Osten toleriert werden können.
• Das Dach sollte den ganzen Tag in der Sonne liegen und nicht beschattet werden.
• Bei weniger optimalen Voraussetzungen können beispielsweise Röhrenkollektoren eingesetzt werden.

Eine Baugenehmigung ist üblicherweise nicht erforderlich, dennoch sollten Hausbesitzer ihre Absicht mit dem regional zuständigen Bauamt absprechen. Beim Neubau wird ohnehin das gesamte Gebäude genehmigt. Bei der Nachrüstung auf einem Altbau wird das Vorhaben möglicherweise geprüft, beispielsweise hinsichtlich des Brandschutzes. Aber auch das braucht keine Baugenehmigung. Sollte die Anlage auf einem Ständersystem auf dem Flachdach installiert werden, muss das zuständige Bauamt möglicherweise eine Erlaubnis geben.

Wie groß sollte eine Solarthermieanlage sein?

Die benötigte Größe der Solarthermieanlage hängt von ihrem Einsatzzweck ab:

• Wird die Anlage ausschließlich für Warmwasser eingesetzt, werden pro Person 1,5 Quadratmeter Flachkollektorfläche benötigt.
• Soll zusätzlich die Heizung betrieben werden, sind es pro Person 3 Quadratmeter Kollektorfläche.

In den meisten Fällen sind Solarthermieanlagen Teil eines Heizungssystems. Dann ist die Größe weniger entscheidend, wichtiger ist, dass die Elemente des Systems gut aufeinander abgestimmt sind.

Wie viel kostet eine Solarthermieanlage?

In Deutschland werden in erster Linie Flachkollektoren eingesetzt, weil diese am kosteneffizientesten betrieben werden können. Alle anderen Kollektoren sind teurer und werden üblicherweise nur dann verbaut, wenn besondere Voraussetzungen vorliegen.

• Flachkollektoren gibt es für etwa 300 bis 400 Euro pro Quadratmeter. Ein Vier-Personen-Haushalt, der mithilfe von Solarthermie das Brauchwasser erwärmen will, also die Heizung nicht ersetzt, sondern ergänzt, braucht eine Fläche von ungefähr fünf Quadratmetern. Für die Kollektoren werden dafür mindestens 1.500 Euro fällig. Je nach Hersteller und Qualität ist auch das doppelte möglich.
• Den Pufferspeicher mit einer Fassung von 300 Litern gibt es ab etwa 700 Euro. Auch hier gibt es natürlich deutlich teurere Modelle.
• Für die Rohre, die Pumpe und die Montage wird eine niedrige vierstellige Summe fällig.

Insgesamt kann man bei einer solchen Anlage mit Kosten von mindestens 6.000 Euro rechnen. Je nach Herstellerpreisen und Installationsaufwand sind aber auch 10.000 Euro und mehr möglich.

Wird Solarthermie 2023 gefördert?

Das Nachrüsten von Solarthermie in Bestandsgebäuden wird 2023 mit 25 Prozent der förderfähigen Investitionskosten bezuschusst. Das gilt sowohl für die Heizungsunterstützung, die Warmwasserbereitung sowie eine Kombination aus beiden. Die Fördergelder werden im Rahmen der Bundesförderung für Effiziente Gebäude (BEG) des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (Bafa) bereitgestellt.

Wird eine ineffiziente Heizung wie zum Beispiel eine Öl-, Kohle-, Nachtspreicher-, Gasetagen- oder mindestens 20 Jahre alte Gaszentralheizung ausgetauscht, gibt es weitere zehn Prozent. Der Fördersatz liegt dann bei 35 Prozent.

Als Einzelmaßnahme im Neubau wird Solarthermie derzeit nicht gefördert. Ab März 2023 gilt die KfW-Förderung für klimafreundliche Neubauten (KFN), für die mindestens die Effizienzhaus-Stufe 40 (EH40) erreicht werden muss.