Das Solarthermie Lexikon von A bis Z

13. April 2021
Von der Absorberbeschichtung über Matched-Flow-Solaranlagen bis hin zur Wirkungsgradkennlinie - in der Welt der Solarthermie existiert eine Vielzahl an Begriffen, die nicht immer eindeutig sind. Im Solarthermie Lexikon finden Sie alle relevanten Begriffe, Betriebsarten und Techniken der Solarthermiebranche alpha­betisch gelistet und kurz und knapp erklärt.
Dieser Artikel wurde von
Thorben Frahm für www.Solaranlagen-Portal.com verfasst.
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SolarthermieSolarthermie Lexikon

Solarthermie Lexikon - alle Fachbegriffe im Überblick

Häufig gestellte Fragen zu Solarthermie-Anlagen

Was ist Solarenergie?

In der Sonne wird bei der Umwandlung von Wasserstoff in Helium Strahlungsenergie frei (Kernfusion), die als Licht und Wärme zur Verfügung steht. Ohne diese Energie könnte kein Leben auf der Erde existieren. Die Sonne strahlt stündlich mehr Solarenergie auf die Erde, als die gesamte Weltbevölkerung in einem Jahr verbraucht.

Was ist Solarwärme?

Als Solarwärme wird normalerweise die Technik bezeichnet, mit der Wasser durch Sonnenenergie erwärmt wird. Der Fachbegriff lautet Solarthermie (griechisch: Thermie = Wärme). Solarthermie kann jedoch auch dazu genutzt werden, warme Luft oder sogar Kälte zu erzeugen.

Wie ist eine Solarwärmeanlage aufgebaut?

Solarwärmeanlagen bestehen üblicherweise aus Solarkollektoren, einer Regeleinheit mit Pumpe und einem gut gedämmten Warmwasserspeicher. Im Kollektor sammeln besonders beschichtete Absorberbleche die Solarenergie (lateinisch: Kollektor = Sammler). Unter den Blechen sind Kupferrohre befestigt, durch die eine Wärmeträgerflüssigkeit fließt. Die Regeleinheit mit der Pumpe sorgt dafür, dass die Wärme abtransportiert wird. Im Speicher wird die Wärme dann durch einen Wärmetauscher an das Speicherwasser abgeben. So steht das warme Wasser auch nachts oder an Regentagen zur Verfügung.

Welche Art von Kollektoren gibt es?

Der gebräuchlichste Kollektor ist der Flachkollektor. Sein Kernstück ist der Absorber (beschichtete Aluminium- oder Kupferbleche und Rohre). Er besitzt eine vordere Abdeckung aus Sicherheitsglas sowie seitlich und rückseitig eine temperaturbeständige Dämmung. Diese Komponenten werden von einem stabilen Rahmengehäuse zusammengehalten.

Daneben gibt es Vakuumröhrenkollektoren. Hier verlaufen die Absorberbleche durch Glasröhren, in denen ein Vakuum herrscht. Durch das Vakuum sind die Wärmeverluste des Röhrenkollektors geringer als beim Flachkollektor und er ist dadurch besonders effektiv in der kälteren Jahreshälfte.

Neben diesen verglasten Kollektoren gibt es noch so genannte Schwimmbad-Absorber. Sie bestehen in der Regel aus schwarzen Kunststoffschläuchen (Absorbermatten), die für Freibäder oder private Swimmingpools eingesetzt werden. Sie sind in der Anschaffung günstig und amortisieren sich schon nach wenigen Jahren.

Welchen Nutzen hat eine Solarwärmeanlage für die Umwelt?

Solarenergie ersetzt konventionelle Energieträger wie Öl, Gas, Kohle, Uran und vermindert Umweltbelastungen durch CO2-Emissionen (Treibhauseffekt) und sonstige Abgase. Im Vergleich zur elektrischen Warmwasserbereitung kann eine 6 qm große Solarwärmeanlage jährlich bis zu 1.500 kg CO2 einsparen. Kostbare Bodenschätze stehen dadurch auch künftig für bessere Zwecke als die der bloßen Verbrennung zur Verfügung. Als dezentrale Energiequelle entfallen bei der Solartechnik sowohl Kosten als auch Risiken von Transporten (Öltanker, Pipelines, Castor-Transporte).

Ist mein Haus für eine Solarwärmeanlage geeignet?

Eine zwischen Südost und Südwest ausgerichtete Dachfläche mit einer Neigung von 20° bis 60° ist am besten geeignet. Pro Person braucht man hier für die Trinkwasser-Erwärmung 1 bis 1,5 qm Kollektorfläche. Aber auch auf einer West- oder Ostseite kann mit einer vergrößerten Kollektorfläche der gleiche Energieertrag erzielt werden. Flachdächer eignen sich ebenfalls gut und auch eine Aufstellung im Garten oder eine Wandmontage sind möglich. Der Speicher benötigt eine Stellfläche von etwa 1qm mit ca. 2 m Höhe.

Wann sollte eine Solarwärmeanlage eingebaut werden?

Bei bestehenden Gebäuden ist besonders eine anstehende Heizungsmodernisierung oder eine Dachsanierung günstig. Wenn eine Heizungsmodernisierung oder Maßnamen zur Wärmedämmung mit dem Einbau einer Solarwärmeanlage kombiniert werden, winken oft zusätzliche Fördergelder. Beim Neubau sind die Bedingungen günstig, weil etwa 20 % der Kosten gegenüber einem nachträglichen Einbau eingespart werden. Wenn der finanzielle Spielraum fehlt, sollte auf jeden Fall eine spätere Installation vorbereitet werden: Der Einbau eines solar-geeigneten Speichers und der Rohre ermöglicht später eine kostengünstige Aufrüstung.

Kann ich meinen kompletten Warmwasserbedarf durch Solarenergie abdecken?

Von Mai bis September ist die vollständige Deckung des Warmwasserbedarfs über eine normale Dimensionierung bei 1 bis 1,5 qm Kollektorfläche pro Person kein Problem. Um eine Deckung der Warmwasserbereitung von 100 % auch im Winter zu erreichen, müsste man diese Fläche vervielfachen. Angesichts der Kosten und der Überschussenergie im Sommer ist dies nicht sinnvoll. Im Winter dient die Solarwärmeanlage der Vorerwärmung des Kaltwassers, der Rest kommt von der Heizung. Eine gut dimensionierte Anlage kann in unseren Breitengraden über das Jahr gesehen 60 % des Wassers zum Duschen und Waschen erwärmen (solare Deckung).

Kann ich mit einer Solarwärmeanlage heizen?

Im Winter ist die Sonneneinstrahlung gering, der Heizbedarf jedoch groß. Es ist also vernünftig, zunächst an eine effektivere Dämmung des Hauses und an eine solare Warmwasserbereitung zu denken. In einem gut gedämmten Haus kann der Einsatz einer Solarwärmeanlage zur Heizungsunterstützung sinnvoll sein. In einem Niedrigenergiehaus kann die Solartechnik gegebenenfalls bis zu 100% der Heizwärme und des Warmwassers bereitstellen. Je schlechter die Dämmung, desto kleiner wird dieser Prozentsatz.

Wie wird die Solarwärmeanlage vor Frost geschützt und wie hoch ist die Lebensdauer?

Die Solarflüssigkeit, die sich im Kollektor und in den Rohren bis zum Speicher (Solarkreislauf) befindet, ist wie beim Auto ein Gemisch aus Wasser und Frostschutzmittel. Die verwendeten Glykole sind gesundheitlich unbedenklich und schützen die Anlage auch bei strengem Frost. Die Haltbarkeit von Solarwärmeanlage liegt heute bei über 20 Jahren.

Welche Fördermittel gibt es?

Es gibt öffentliche Fördermittel von Bund, Ländern und Kommunen sowie von Energieversorgungsunternehmen. Öffentliche Zuschüsse sind in der Regel nicht mit anderen öffentlichen Zuschüssen kombinierbar (Kumulierungsverbot). Gelder der Energieversorger und öffentliche Darlehen können jedoch zusätzlich zu öffentlichen Zuschüssen in Anspruch genommen werden. Grundsätzlich gilt immer, dass Anträge auf Förderung vor Baubeginn gestellt werden müssen.

Muss eine Solarwärmeanlage baulich genehmigt werden?

Nein, der Einbau einer Solarwärmeanlage bedarf keiner Baugenehmigung. Die Genehmigung bei denkmalgeschützten Gebäuden liegt im Ermessen des Denkmalschutzbeauftragen.

Wie hoch sind Betriebs- und Wartungskosten?

Bei einer Solarwärmeanlage benötigen die elektronischen Bauteile (Pumpe, Regler) Strom. Hier fallen Kosten von nicht mehr als 15 Euro pro Jahr an. Eine regelmäßige Wartung sichert die hohe Lebenserwartung der Solarwärmeanlage und kostet etwa 100 Euro. Im Gegensatz zur Heizungsanlage reicht aber eine Wartung alle zwei bis drei Jahre.

Wie teuer ist eine Solarwärmeanlage?

Die Preise für eine Solarthermie Anlage für einen 4-Personen-Haushalt liegen zwischen 3.000 und 6.000 Euro. Wenn zusätzlich eine Heizungsunterstützung gewünscht wird, liegt der Preis bei etwa 6.000 bis 12.000 Euro. Anlagen mit Vakuumröhrenkollektoren sind etwas teurer als Anlagen mit Flachkollektoren. Diese Preise gelten für alle erforderlichen Komponenten inklusive Montage und Mehrwertsteuer. Mögliche Fördermittel sind dabei noch nicht berücksichtigt.

Wie werden sich Technik und Kosten entwickeln?

Alle Komponenten sind technisch ausgereift. Dank vorhandener Serienproduktion und Konkurrenz auf dem Markt, ist auch die Preisentwicklung überschaubar. Zudem ist die Fördersituation zurzeit sehr günstig. Da konventionelle Energieträger sich zusehends verteuern, wird Solartechnik im Vergleich dazu immer preiswerter.



Weiterlesen zum Thema "A - D"

Erfahrungen & Fragen zum Thema Solarthermie

Bei Neubau: Gas-Brennwertheizung vs. Luftwärmepumpe?

Wir planen ein Fertighaus - und haben hier die Wahl seitens des Bauträgers zwischen einer Gas-Brennwert Heizung und einer Luft-Wärmepumpe (eine Erdwärmepumpe steht nicht zur Verfügung). Der Gasanschluss kostet ungefähr 400 Euro. Bei den Luftwärmepumpen sind die Mehrkosten etwa 10.000 Euro im Vergleich zur Gasheizung. Angeboten wird hier eine Nibe F2040 oder einer Nibe F2120. Was macht hier am meisten Sinn, um zukünftig auf der sicheren Seite zu sein? Mein Kopf sagt, dass sich der Mehrpreis für eine Luftwärmepumpe beim aktuellen Gaspreis nicht lohnt. Zudem kann man für den Mehrpreis ja auch eine Solarthermie oder Photovoltaikanlage installieren (oder zumindest teilweise auch schon vorbereiten). Allerdings hat meine Frau auch widerrum Vorbehalte gegen die Sicherheit einer Gasheizung (wegen Gasaustritt) - wobei ich nicht weiß, ob das bei neuen / aktuellen Gasheizungen noch ein Thema ist. Was würden Sie hier empfehlen?
Antwort von LKS SARL

Ich würde raten weder noch! Sie haben schon bei der Solarthermie einen vernünftigen Gedanken, warum nicht direkt auf Pellets hinaus gehen: wir haben das schon fast 20 Jahre: Komfort hervorragend, heimische Energie, bezahlbare wenig schwankbare Kosten und Gebäude Wertzunahme.

Anforderungen der EnEV 2016: Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage möglich?

Wir sind zur Zeit auf der Suche nach der vernünftigsten Heizungsanlage für unseren Neubau. Nach langer Eigenrecherche stellt sich uns die Frage, ob eine Kombination aus einer Erdgasheizung mit einer Photovoltaikanlage die EnEV 2016 Anforderungen erfüllen kann und wirtschaftlich (vor dem Hintergrund von Investitionskosten) sinnvoll ist. Können Sie uns diesbezüglich weiterhelfen? Unsere Verunsicherung rührt daher, dass die meisten Foren, Tabellen oder Informationsportale lediglich die Kombination aus Erdgasheizung plus Solarthermie oder Luftwärmepumpe plus Photovoltaik vorzuschlagen scheinen. Was würde aus Ihrer Sicht dafür oder dagegen sprechen?
Antwort von Elsner Architekten

Aus meiner Sicht sind das zwei unabhängige Maßnahmen: Die Gasheizung verbraucht kaum Strom (nur zum Zünden und für Pumpen und Stellventile) und kann direkt mit dem Strom, den eine Photovoltaikanlage liefert, nicht viel anfangen. Und die Photovoltaikanlage liefert eben Strom, mal viel, mal wenig. Wenn sie groß genug ist, reicht es vielleicht für eine überwiegende Abdeckung Ihres Stromverbrauchs, und für einige Einspeisung ins Versorgungsnetz. Das hat aber keine Auswirkung auf die Heizung.

Die Kombination von Gasheizung mit Solarthermie führt hingegen zu einer Erhitzung eines Wasservolumens, das als Brauchwarmwasser genutzt werden kann, oder als Puffer für Heizungsunterstützung und Warmwasserbereitung. Hierdurch sinkt direkt der Gasverbrauch. Natürlich kann man auch Gasheizung und Solarthermie einrichten und zusätzlich einige Photovoltaikzellen installieren.

Die Kombination Solarthermie + Wärmepumpe ist zweckmäßig, da die Wärmepumpe ein vergleichsweise großer Stromverbraucher ist, dessen Verbrauch durch die Photovoltaik weitgehend abgedeckt werden kann.

Ob das, was Sie vorhaben, der EnEV 2016 entspricht, hängt noch an einigen weiteren Parametern, und müsste im konkreten Einzelfall beurteilt werden.

Wird ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet?

Können Sie mir sagen, ob ein Grundofen im Primärenergiebedarf mit eingerechnet wird? Wir planen zwei Vollgeschosse ohne Keller, Massiv mit Planziegel T9 in 36,5cm Stärke. Ausrichtung ist SW, d.h. es sind 10 von insgesamt 14 Fenster nach Süden und Westen ausgerichtet. Am liebsten wäre mir eine Gasheizung mit Solarthermie für Warmwasser und der Grundofen ohne Wassertasche für die winterliche Gemütlichkeit. Sollte das überhaupt nicht funktionieren (ohne Solar für Heizung und ohne Lüftungsanlage), könnte/ müsste ich mich mit einer Luftwärmepumpe anfreunden.
Antwort von Energieberatung Stapff

Viele gute Antworten, aber leider liegen einige KollegenInnen etwas daneben.

Wenn für das gleiche Wohngeschoss eine weitere Zentralheizung vorhanden ist, darf der handbeschickte Ofen nicht EnEV-angerechnet werden. Ist der Ofen aber Hauptheizung (Zentralheizung) für dieses Wohngeschoss, ist er natürlich anrechenbar. Es war nie verboten (auch von der EnEV nicht), als Heizung Einzelöfen für Biomasse einzusetzen.

Grundsätzlich ist ein Grundofen zu empfehlen, wenn Sie im Dauerbetrieb heizen können. Abends schnell mal einheizen geht damit nicht, da braucht es einen Kaminofen ohne Speichermasse.
Ein wasserführender Grundofen kann nicht sicher funktionieren, deshalb bietet der seriöse Fachhandel auch keinen an.

Gastherme und Solar für WW ist nach wie vor die preiswerteste Heizenergielösung. Ein bisschen mehr Dämmung dazu, dann ist der nachweis Erneuerbare Energie geführt. Ich kenne kein Bauamt, das nach diesem Nachweis fragt.
Bauherren fragen meist nach pragmatischen Lösungen, nicht nach realitätsfremden Vorschriften.

Winterliche Grüße
www.energie-wuerzburg.de

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