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Optimale Anlagengröße einer Solarthermie-Anlage

Bild: Röhrenkollektor auf Dach
Röhrenkollektor | © Pavel Vakhrushev / shutterstock.com

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.

Inhalt


    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.

    Solarthermie-Anlage gesucht?

    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

    Bild: Sonnenuntergang
    Sonnenenergie nutzen | © PublicDomainPictures / pixabay.com CC0

    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
    Solarthermie-Anlage ab 4.500 Euro

    Wärmespeicher für Solarthermie

    Es gibt verschiedene Arten von Wärmespeichern, die unterschiedliche Ansätze verfolgen. Gemeinsam ist 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 9m² 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

    Bild: Solarkraftwerk
    Sonne effizient nutzen mit Solarthermie | © Andreas-Troll / pixabay.com CC0

    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 30 Prozent der Investitionskosten von höchstens 60.000 Euro, also bis zu 18.000 Euro. Die KfW bietet alternativ dazu den Kredit KfW 262 über 60.000 Euro inklusive Tilgungszuschuss von 30 Prozent der Kreditsumme, also ebenfalls 18.000 Euro. Wichtig ist, dass die Bagatellgrenze, also ein Mindestbetrag, von 2.000 Euro überschritten wird. Der Fördersatz kann - neu mit Einführung der „Bundesförderung für effiziente Gebäude” (BEG) im Jahr 2021 - auf 35 Prozent erhöht werden, wenn ein vom BAFA dafür zertifierter Energieberater die Solarthermie zuvor in einem individuellen Sanierungsfahrplan (ISFP) empfohlen hat.

    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 zu Rate ziehen. Das gilt insbesondere für die Ermittlung und ggf. Kombination von Förderungen - z. B. BAFA-Förderung plus iSFP-Bonus oder KfW-Förderung plus iSFP-Bonus.