Das Energieangebot der Sonne liegt in Deutschland bei etwa 1000 Kilowattstunden pro Jahr und Quadratmeter und entspricht etwa der Energiemenge von 100 Litern Heizöl.

Bei solarthermischen Anlagen wandeln Sonnenkollektoren auf dem Dach die Solarstrahlung in nutzbare Wärme um. Diese wird von einem Wärmeträger - ein Wasser-Frostschutzgemisch - aufgenommen und von einer Umwälzpumpe in einen Warmwasserspeicher im Heizungsraum geleitet.

Funktionsweise

Im Speicher gibt die Trägerflüssigkeit ihre Wärme über einen Wärmetauscher an das Trinkwasser ab und wird zurück zum Kollektor geführt. Im Warmwasserspeicher ist ein zweiter Wärmetauscher eingebaut, mit dem das Wasser in Zeiten geringer Sonneneinstrahlung (z. B. im Winter) durch den Heizkessel weiter erwärmt wird. Das Wasser-Frostschutzgemisch ist durch ein eigenständiges Rohrsystem vollständig vom Trinkwasserkreislauf getrennt und sorgt dafür, dass die Kollektoren im Winter nicht einfrieren und beschädigt werden.

Solare Wärme für Wasser und Räume

Solarwärmeanlagen übernehmen die Trinkwassererwärmung im Sommer komplett – im Winter heizt die Heizung nach. Über das Jahr gesehen liefern Solaranlagen etwa 60 bis maximal 70 Prozent des Energiebedarfs für die Erwärmung des Trinkwassers. Größer dimensionierte Solaranlagen können aber auch einen Teil des Heizwärmebedarfs der Räume abdecken. Das Einsparpotenzial liegt dann, je nach Dämmstandard des Gebäudes, bei bis zu 20 Prozent des gesamten Heizenergiebedarfs. Besonders in der Übergangszeit im Frühjahr und Herbst kann eine solche Anlage einen deutlichen Beitrag leisten.

Installation von Solarkollektoren

Für die Installation von Sonnenkollektoren bieten sich nach Süden orientierte Dach- und Fassadenflächen an, da die Sonneneinstrahlung aus südlicher Richtung am stärksten ist. Zwischen Ost und West sind aber alle Ausrichtungen realisierbar, gegebenenfalls muss die Kollektorfläche etwas größer gewählt werden. Sollten die Dach- oder Fassadenflächen nicht ausreichen oder schon belegt sein (z. B. für Photovoltaik), besteht auch die Möglichkeit, Sonnenkollektoren auf einem Garagendach oder im Garten aufzustellen. Optimal werden die Kollektoren in einem Neigungswinkel von 45 Grad angebracht, doch auch Neigungswinkel zwischen 30 und 60 Grad führen noch zu einem guten Ertrag.

Kombianlagen für Heizung und Warmwasser

Kombianlagen mit einer Kollektorfläche von 10 m² (Flachkollektoren) und einem Speichervolumen von etwa 750 Litern reduzieren den Energieverbrauch für die Brauchwassererwärmung und Raumheizung eines typischen Einfamilienhauses im Jahr um ca. 20 Prozent. Die konkrete Dimensionierung erfolgt auf Basis der Gebäudedaten, der Bewohnerzahl und der Verbrauchsgewohnheiten. (Übliche Auslegungsparameter zeigt die Liste unten.)

Geeignete Systeme werden von vielen Solaranlagenherstellern in unterschiedlichen Varianten angeboten.

Planungswerte Solarthermie: Einfamilienhaus mit vier Bewohnern und 130 m² Wohnfläche (Beispiel dena).