Optimale Anlagengröße einer Solarthermie-Anlage
Mit einer Solarthermie-Anlage können Sie die Sonne für sich arbeiten lassen und damit richtig Energiekosten sparen. Dafür muss die Anlagegröße optimal an Ihren Haushalt und Warmwasserverbrauch abgestimmt sein.
Sie wissen noch nicht welche Anlagengröße Sie einplanen sollten? Wir erläutern Ihnen die unterschiedlichen Anforderungen an die Anlagengröße. Egal ob Sie Ihr Trinkwasser erwärmen oder Ihre Heizung unterstützen wollen. Auch für die Dimensionierung Ihres Wärmespeichers finden Sie Rat.
Bedeutung der Anlagengröße bei Solarthermie
Eine Solarthermie-Anlage spart Ihnen bares Geld. Gegenüber der Wassererwärmung durch die fossilen Brennstoffe Öl und Gas können Sie Ihren Energieverbrauch um bis zu 60 Prozent senken. Bei der Solarthermie wird die durch Sonnenenergie gewonnene Wärme genutzt. Deshalb ist grundsätzlich darauf zu achten, dass die Anlage eine optimale Ausrichtung zur Sonne hat.
Außerdem muss man dafür Sorge tragen, dass die montierten Kollektoren nicht durch Schattenwurf in ihrer Effektivität gemindert werden. Für einen hohen Ertrag spielt zudem die Anlagengröße der Solarthermie eine wichtige Rolle, da eine größere Anlage logischerweise mehr Wärmeenergie erzeugt. Man kann Solarthermie für zwei Dinge einsetzen: zur Trinkwassererwärmung und zur Heizungsunterstützung.
Die Anlagengröße muss an den ihr zugedachten Verwendungszweck angepasst werden. Auch die Haushaltsgröße ist für die Dimensionierung der Anlage wichtig, da durch jeden zusätzlichen Bewohner mehr Warmwasser benötigt und mehr Heizenergie verbraucht wird. Vergessen Sie nicht, die Größe Ihres Wärmespeichers Ihrer Solaranlagengröße entsprechend anzupassen.
Trinkwassererwärmung
Statt fossiler Brennstoffe kann die Sonneneinstrahlung zur Trinkwassererwärmung genutzt werden. Um die optimale Anlagengröße für die Trinkwassererwärmung zu ermitteln, muss man den täglichen Warmwasserbedarf der Bewohner mit einberechnen.
Berechnung der Anlagengröße
Die benötigte Anlagengröße hängt zusätzlich von der Art des Kollektors ab: Während bei Flachkollektoren maximal 1,5 Quadratmeter (m²) Kollektorfläche pro Person zu kalkulieren sind, bedarf es bei Vakuumröhrenkollektoren nur maximal 1,25 m² Fläche. Der nachstehenden Übersicht können Sie entnehmen, welche Größe die Solarthermie-Anlage bei entsprechender Haushaltsgröße ungefähr aufweisen sollte:
| Haushaltsgröße | Flachkollektor | Röhrenkollektor |
|---|---|---|
| 2 Personen | 3 m² | 2,5 m² |
| 3 - 5 Personen | 4,5 - 7,5 m² | 3,75 - 6,25 m² |
| 6 - 8 Personen | 9 - 12 m² | 7,5 - 10 m² |
| 9 - 10 Personen | 13,5 - 15 m² | 11,25 - 12,5 m² |
Heizungsunterstützung
Eine vollständige Beheizung durch Solarthermie ist, außer bei entsprechend konzipierten und gedämmten Neubauten, nicht möglich. Die für eine eigenständige Heizung durch Solarthermie nötige Anlagengröße ist nämlich (so gut wie) nicht realisierbar, da der Platzbedarf von den wenigsten Dächern gedeckt werden kann.
Als ergänzendes System zur Heizungsunterstützung ist sie jedoch sehr gut geeignet. Besonders in Kombination mit einer Gasheizung, einer Pelletheizung oder einer Wärmepumpe als primärem Heizsystem kann eine Solarthermie-Anlage von gutem Nutzen sein und Kosten einsparen.
Berechnung der Anlagengröße
Bei der Errechnung der für eine optimale Heizungsunterstützung benötigten Solarthermie-Anlagengröße werden mit Flachkollektoren mindestens 2,25 m² Kollektorfläche pro Person angenommen. Vakuum-Röhrenkollektoren erweisen sich mit mindestens 1,75 m² Kollektorfläche pro Person auch hier als effektiver.
| Haushaltsgröße | Flachkollektor | Röhrenkollektor |
|---|---|---|
| 2 Personen | 4,5 m² | 3,5 m² |
| 3 - 5 Personen | 6,75 - 11,25 m² | 5,25 - 8,75 m² |
| 6 - 8 Personen | 13,5 - 18 m² | 10,5 - 14 m² |
| 9 - 10 Personen | 20,25 - 22,5 m² | 15,75 - 17,5 m² |
Wärmespeicher für Solarthermie
Es gibt verschiedene Arten von Wärmespeichern, die unterschiedliche Ansätze verfolgen. Gemeinsam ist bei allen, dass sie als Speicher für thermische Energie fungieren. Dadurch kann durch Solarthermie erzeugte Wärme für eine spätere Nutzung vorgehalten werden.
Größenberechnung des Wärmespeichers zur Trinkwassererwärmung
Alle Wärmespeichersysteme für Solarthermie-Anlagen verfügen über zwei separate Speicher: Einen für die Trinkwassererwärmung und einen für die Heizungsunterstützung. Das benötigte Speichervolumen bei der Trinkwassererwärmung errechnet sich, indem man den täglichen Warmwasserverbrauch verdoppelt.
Der tägliche Warmwasserverbrauch hängt wiederum von der Anzahl der Personen im Haushalt und deren individuellen Wasserverbräuchen zusammen. Dieser kann zwischen 30 und 50 Litern am Tag schwanken. Zur Vereinfachung wurde in der folgenden Übersicht mit dem maximalen Warmwasserverbrauch von 50 Litern gerechnet. Es gilt zu beachten, dass die kleinsten Wärmespeicher ein Speichervolumen von 300 Litern aufweisen.
| Haushaltsgröße | Benötigtes Speichervolumen in Liter (L) |
|---|---|
| 2 Personen | 200 L |
| 3 - 5 Personen | 300 - 500 L |
| 6 - 8 Personen | 600 - 800 L |
| 9 - 10 Personen | 900 - 1.000 L |
Größenberechnung des Wärmespeichers zur Heizungsunterstützung
Das Heizwasser wird in einem Solarspeicher gesammelt und hält die Wärme vor. Generell lässt sich sagen, dass für die Heizungsunterstützung sowohl Solarkollektoren als auch Wärmespeicher größer zu dimensionieren sind, da mehr Leistung als bei der Trinkwassererwärmung zu erbringen ist. Das optimale Verhältnis der Wärmetauscherfläche zur Kollektorfläche beträgt ungefähr eins zu fünf.
Bei einer Anlagengröße von 9 m² für einen vier Personenhaushalt müsste also eine Wärmetauscherfläche von 1,8 m² ausreichend sein. Die Größe des Wärmespeichers lässt sich auch in der Abhängigkeit von der zu beheizenden Wohnfläche berechnen. Dabei rechnet man mit 50 Litern Speichervolumen für 10 m² Wohnfläche. Gültigkeiten haben diese Angaben nur für Altbauten mit Flachkollektoren.
Förderung in Abhängigkeit von der Anlagengröße
Während es bislang wichtig war, bei der Planung der Solarthermie-Anlage eine gewisse Mindestgröße des Wärmespeichers und der Kollektorfläche einzuhalten, um eine Förderung zu bekommen, genügt nunmehr ein Blick in eine bestimmte Liste. Die „Liste der förderfähigen Kollektoren und Solaranlagen“.
In dem Dokument hat das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) weit mehr als 1.000 Solarthermie-Anlagen dutzender namhafter Hersteller aufgeführt, die ausdrücklich gefördert werden. So können nahezu alle modernen Solarthermie-Anlagen eine Förderung vom BAFA oder von der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) bekommen.
Ist die gewünschte Solarthermie-Anlage beim BAFA gelistet, gibt es vom BAFA einen Zuschuss von 25 Prozent der Investitionskosten von höchstens 60.000 Euro, also bis zu 15.000 Euro. Wichtig ist, dass die Bagatellgrenze, also ein Mindestbetrag, von 2.000 Euro überschritten wird. Der Fördersatz konnte vor einer Novellierung der BEG im Juli 2022 durch einen iSFP (individuellen Sanierungsfahrplan) um 5 Prozent erhöht werden, dies ist jedoch nicht mehr möglich. Eine anteilige Förderung durch die KfW ist über das Programm 261 im Rahmen von Sanierungen oder Neubauten zu Effizienzhaus Standard verfügbar. Sie können hier einen Kredit von bis zu 150.000 Euro inkl. Fördersatz von bis zu 60 Prozent bzw. 90.000 Euro erhalten.
Unser Tipp zum Energie sparen
Verwendet man bei einer Solarthermie-Anlage die Kombination aus Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung, kann man 20 Prozent der jährlich benötigten Energie einsparen. Mit dem Kombispeicher kann überschüssige Wärme beider Systeme sogar im gleichen Speicher aufbewahrt werden.
Damit keine unnötigen Kosten durch die Fehlplanung Ihrer Anlagengröße entstehen, sollten Sie frühzeitig einen kompetenten Fachmann zurate ziehen. Das gilt insbesondere auch für die Ermittlung von Förderungen.
