Heizung mit Solarthermie nachrüsten

Solare Nachrüstung: Grundprinzip der Solarthermie

Inhalt:

• Das Prinzip einer Hybridheizung
• Heizung mit Solarthermie nachrüsten: Erträge
• Kosten für die Nachrüstung mit Solarthermie
• Förderung für das Nachrüsten einer Solaranlage
• Solarthermie nachrüsten: Voraussetzungen
• Welche Heizung eignet sich für Solarthermie?

Unter einer solaren Nachrüstung verstehen wir die Installation und Inbetriebnahme einer thermischen Solaranlage. Diese unterstützt die Warmwasserbereitung oder zusätzlich die Heizung mittels Solarenergie.

Solarkollektoren gewinnen Wärme aus Sonnenenergie. Die erzeugte Solarwärme entlastet Ihr Heizsystem und spart Heiz- sowie Warmwasserkosten ein. | Foto © ehrenberg-bilder, Adobe Stock

Der Unterschied zwischen Solarthermie und Photovoltaik: Photovoltaik gewinnt aus Sonnenenergie Strom. Die Solarkollektoren auf Ihrem Dach erzeugen aus Solarstrahlung Wärme. Bei Solarthermie gelangt die erzeugte Wärme über eine spezielle Solarflüssigkeit durch ein Kreislaufsystem in einen Wärmespeicher. Ein Wärmetauscher überträgt die generierte Wärme auf Ihr Brauchwasser- und Heizwassersystem.

Rüsten Sie Ihr bestehendes Heizungssystem mit einer thermischen Solaranlage nach, ergeben sich daraus einige Vorteile: Neben einer langfristigen Ersparnis Ihrer Heizkosten verringern Sie bei einer zusätzlichen Nutzung von Solarthermie umweltschädigende Emissionen, die beispielsweise bei einer Öl- oder Gasheizung entstehen. Gleichzeitig schont Solarthermie Ihr bestehendes Heizsystem maßgeblich und es erzielt eine höhere Lebenserwartung bei geringerem Verschleiß.

Das Prinzip der Hybridheizung

Das Erweitern Ihres bestehenden Heizsystems mit einer Solarthermieanlage beinhaltet die Installation von Solarkollektoren auf Ihrem Dach sowie einem Speichersystem. Bei den Solarkollektoren haben Sie beispielsweise die Wahl zwischen Flachkollektoren und Vakuumröhrenkollektoren. Die jeweilige Qualität spiegelt sich sowohl in den Kosten als auch im Ertrag wider. Die Wärme gelangt von den Kollektoren mittels Solarpumpe in einen Pufferspeicher. Die Pumpe benötigt Strom. Abgesehen davon bedarf es für diese Art von Wärme keinerlei zusätzlicher Energie.

Ist genügend Solarenergie vorhanden, decken Sie auf diese Weise im Sommer bis zu 100 Prozent Ihres Warmwasser- und Heizungsbedarfs ab. Reicht die Solarwärme nicht aus, um den Energiebedarf zu decken, springt der Heizkessel ein und deckt den offenen Bedarf.

Heizung mit Solarthermie nachrüsten: Erträge

Solarthermie deckt nicht den gesamten Wärmebedarf. Grund hierfür: Im Sommer ist die Dauer und Intensität der Solarstrahlung deutlich höher als im Winter. Sie benötigen Wärme jedoch zumeist dann, wenn die Sonne nicht scheint. Dies führt zu einer ungleich gewichteten Bedarfsabdeckung über den Jahresverlauf betrachtet.

Im Sommer deckt die Solarthermieanlage rund 100 Prozent Ihres Wärmebedarfs. Wenn die Solarstrahlung nicht ausreicht, generiert das Heizsystem die zusätzlich benötigte Wärme. Daraus ergibt sich eine durchschnittliche Bedarfsdeckung von etwa 60 Prozent bei der Warmwasserbereitung. Der Wärmebedarf bei der Heizungsunterstützung wird über das gesamte Jahr gerechnet zu durchschnittlich 20 bis 30 Prozent abgedeckt.

Je nach Investitionskosten, Preisen für Brennstoffe (abhängig von Ihrem bestehenden Heizsystem) und Nutzungsdauer errechnet sich der Ertrag der Solarthermieanlage. Im Schnitt bewegen Sie sich hier in einem Zeitraum von etwa 15 bis 18 Jahren, bis die Anlage amortisiert.

Kosten für die Nachrüstung mit Solarthermie

Die Energie der Sonne steht Ihnen zur freien Verfügung. Lediglich die Anschaffung, Inbetriebnahme und laufende Kosten wie etwa die Wartung, Versicherung und Strom für die Umwälzpumpe verursachen Ausgaben.

Die Kosten von Solarthermie für die Warmwasserbereitung belaufen sich im Schnitt auf 3.000 bis 6.000 Euro zuzüglich Montagekosten sowie rund 80 bis 250 Euro jährlicher laufender Kosten. Entsprechend höher fallen die Kosten von Solarthermie zur zusätzlichen Heizungsunterstützung aus. In der Anschaffung belaufen sich diese auf durchschnittlich 7.000 bis 10.000 Euro. Auch hier müssen Montage sowie Strom, Wartung und Versicherung mit einberechnet werden.

Lassen Sie sich von einem Fachbetrieb in Ihrer Nähe individuell beraten, um eine konkrete Auskunft über die Kosten einer Nachrüstung Ihrer Heizungsanlage mit Solarthermie zu erhalten. Verschiedene Fördermöglichkeiten beeinflussen die Kosten im Individualfall positiv.

Förderung für das Nachrüsten einer Solaranlage

Nicht erst seit der Frage, ob sich ein Ölheizungsverbot durchsetzt, auch aufgrund steigender Energiepreise und Klimakrise festigt sich der Gedanke an nachhaltige und erneuerbare Energien in Gesellschaft und Politik. Um die Reduzierung des CO₂-Ausstoßes voranzutreiben, setzt die Bundesregierung auf eine CO₂-Steuer für Öl- und Gasheizungen. Und auch die geltende Austauschpflicht für veraltete Heizungen gibt vielerorts den Ausschlag, Heizsysteme gegen ressourcensparende Anlagen auszutauschen oder sinnvoll nachzurüsten. Die Politik belohnt dies mit nicht zu vernachlässigenden Fördersummen.

Heizung solar nachrüsten: Was wird gefördert?
Der Bund unterstützt die Installation und Inbetriebnahme erneuerbarer Energien. Die Förderung von Solarthermie ermöglicht Ihnen daher eine attraktive Kostenersparnis. Sie erhalten beim Erweitern mit Solarthermie oder einer gleichzeitigen Erneuerung Ihres Heizsystems je nach Heizungsart und Umfang bis zu 40 Prozent an Fördermitteln. Das senkt die Anschaffungskosten der Anlage erheblich.

Der Regelfördersatz der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) für Solarthermieanlagen beträgt 25 Prozent. Den Antrag stellen Sie beim BAFA oder bei der KfW vor Baubeginn. Eine gleichzeitige Antragstellung bei KfW und BAFA ist nicht möglich.

Entschließen Sie sich nicht nur für die Installation einer Solarthermieanlage, sondern tauschen im gleichen Zuge eine alte Öl-, Gas- oder Nachtspeicherheizung aus, erhalten Sie eine Förderung für Ihre neue Heizung. Der Heizungstausch-Bonus beträgt zusätzlich zehn Prozent. Tauschen Sie die Heizung direkt gegen einen nachhaltigen Wärmeerzeuger (Wärmepumpe oder Biomasseheizung), gilt die Förderung für EE-Hybrid-Heizungen mit oder ohne Biomasseheizung – entweder 20 Prozent oder 25 Prozent.

Entschließen Sie sich zur Nachrüstung Ihrer bestehenden Anlage mit Solarthermie für die Warmwasserbereitung, können Sie einen Teil der Kosten einsparen, wie folgendes Rechenbeispiel zeigt:

Ein weiteres mögliches Beispiel bei gleichzeitigem Heizungstausch sieht im Bestfall so aus:

Solarthermie nachrüsten: Voraussetzungen

Wenn Sie Ihr bestehendes Heizsystem mit einer thermischen Solaranlage erweitern, gilt es einige Dinge zu beachten und gewisse Voraussetzungen zu erfüllen:

Wie muss das Dach beschaffen sein?
Ob Flach- oder Spitzdach, im Grunde eignet sich jede Bauform für die Installation von Solarkollektoren. Dabei muss bedacht werden, dass die Solaranlage eine zusätzliche Last bedeutet. Dies ist in den meisten Fällen kein Hinderungsgrund für die Anlage. Bei Unsicherheit sollten Sie im Vorfeld die Statik prüfen. Je nach Bauform beträgt das Gewicht eines Quadratmeters Kollektorfläche etwa zehn bis 25 Kilogramm.

Wie viel Dachfläche wird benötigt?
Solarkollektoren nehmen eine geringere Dachfläche ein als Module einer Photovoltaikanlage. Abhängig von der Anzahl der Personen im Haushalt und dem Verbrauch benötigen Sie lediglich wenige Quadratmeter Dachfläche für die Installation von Solarkollektoren.

Bei einer alleinigen Warmwasserbereitung gehen Sie von 30 Litern Warmwasserbedarf pro Person am Tag aus. Sie legen die Anlage basierend darauf auf etwa 60 bis 80 Liter aus. Die zusätzliche Bedarfsauslegung stellt sicher, dass auch nachts und an bewölkten Tagen ein ausreichend großer Puffer vorhanden ist.

Bei einer gleichzeitigen Heizungsunterstützung ist die benötigte Bedarfsmenge sowie die Kollektorfläche durchschnittlich doppelt so groß. Das entspricht etwa zwei bis drei Quadratmetern Kollektorfläche pro Person.

Die konkrete Größe ist abhängig von der gewählten Kollektorart. Vakuumröhrenkollektoren sind effizienter, benötigen daher eine geringere Fläche, bewegen sich jedoch auch im kostspieligeren Bereich. Flachkollektoren sind in der Anschaffung günstiger, benötigen jedoch auch eine größere Dachfläche, da sie nicht den gleichen Ertrag bei gleicher Größe erzielen.

Was ist die perfekte Dachausrichtung für Solarthermie?
Die ideale Dachausrichtung für Solarthermie richtet sich nach der intensivsten Sonneneinstrahlung. Eine Ausrichtung der Kollektoren in Richtung Süden ist die optimale Wahl. Ist Ihr Dach jedoch nicht nach Süden ausgerichtet, ist eine Montage mit einer Abweichung von bis zu 45 Grad nach Westen oder Osten ebenfalls lukrativ. Der Ertrag vermindert sich lediglich um etwa fünf Prozent. Diese Einbuße gleicht sich durch eine geringfügig größere Kollektorfläche aus.

Welche Solarthermie-Dachneigung bringt den besten Ertrag?
Der beste Ertrag entsteht bei einem Einfallwinkel von 90 Grad der Sonnenstrahlen auf die Kollektorfläche. Aufgrund der Erdbewegung um die Sonne variiert der Einfallwinkel permanent – je nach Tages- und Jahreszeit. Die optimale Dachneigung für eine thermische Solaranlage mit Heizungsunterstützung beträgt 45 bis 70 Grad. Dieser erzielt den bestmöglichen Ertrag. Im Gegensatz zur reinen Warmwasserbereitung (optimaler Neigungswinkel: 30 bis 50 Grad) nutzen Sie bei der Heizungsunterstützung die tief stehende Sonne während der Übergangszeit besser aus, wodurch die Kollektoren höhere Erträge erzielen.

Aufständerungs- und Nachführsysteme bieten Ihnen die zusätzliche Option, die Ausrichtung der Kollektoren zu optimieren. | Foto © Ingo Bartussek, Adobe Stock

Besitzen Sie ein Flachdach, sorgt das Aufständerungssystem für den notwendigen Neigungswinkel. Dieser optimiert den Ertrag der Anlage und gewährleistet die Selbstreinigung der Kollektorflächen. Schnee rutsch aufgrund der Neigung automatisch von der Fläche. Der Kollektor bleibt frei von Hindernissen für Sonnenstrahlen, ohne Ertrag einzubüßen.

Ebenfalls zu beachten: Verschattung
Abhängig von der näheren Umgebung Ihres Gebäudes schließen Sie bereits im Vorfeld eine mögliche Verschattung der Kollektorflächen aus. Benachbarte Gebäude, Masten, Bäume sowie Berge, aber auch Schornsteine und Satellitenschüsseln werfen bei ungünstigem Sonneneinfall einen Schatten auf die Solarkollektoren. Diese Verschattung verringert den Ertrag Ihrer Anlage maßgeblich. Das Nachrüsten Ihrer Heizung wird dadurch möglicherweise unwirtschaftlich.

Verschattung von Solarkollektoren senkt trotz optimaler Dachausrichtung den Ertrag. | Abbildung © AngelaStolle, Adobe Stock

Wie gut ist die Gebäudedämmung?
Eine ausreichende Wärmedämmung hilft Ihnen, Wärmeverlusten entgegenzuwirken und einen möglichst rentablen Nutzen aus Ihrer Anlage zu ziehen. Umso besser die Dämmung Ihres Hauses (inklusive Fenster und Türen), desto höher ist die Bedarfsdeckung Ihrer Solaranlage. Das spart Kosten aufgrund des geringeren Wärmebedarfs und schont gleichzeitig Ihr zusätzliches Heizsystem.

Wie groß muss der Wärmespeicher sein und wo wird dieser platziert?
Der Wärmespeicher gewährleistet, dass Ihnen auch bei schlechtem Wetter oder in der Nacht genügend Wärme zur Verfügung steht. Ein Kombispeicher für die Warmwasserbereitung sowie die Heizungsunterstützung ist größer und speichert mehr Wasser als bei einer alleinigen Warmwasserbereitung. Die Größe der Speichervorrichtung Ihrer solarthermischen Anlage berechnet sich aus der Anzahl der Personen sowie Ihrem Bedarf beziehungsweise aus der daraus resultierenden Quadratmeteranzahl der Kollektorfläche.

Der Solarspeicher befindet sich vorzugsweise in der Nähe des Heizkessels. So vermeiden Sie einen unnötig langen Nachheizkreis. Bedenken Sie ebenfalls vor der Aufstellung des Speichers, dass dieser durch Türen mit einer gewissen Breite an seinen Platz befördert werden muss. Sind alle Barrikaden aus dem Weg geräumt, steht Ihnen und Ihrer Solarthermieanlage nichts mehr entgegen.

Welche Heizung eignet sich für Solarthermie?

Fast jedes Heizsystem lässt sich mit einer Solarthermieanlage nachrüsten. Abhängig davon, welches Heizsystem bereits bei Ihnen vorhanden ist, ergeben sich unterschiedliche Kombinationsmöglichkeiten:

• Ölheizung und Solarthermie: Eine veraltete Ölheizung ist schädlich fürs Klima und die Brennstoffkosten steigen stetig. Nicht ohne Grund wurde daher die Austauschpflicht für Ölheizungen, die älter als 30 Jahre sind, beschlossen. Aufgrund von diversen Ausnahmeregelungen sind die Ölheizungen jedoch noch nicht gänzlich abgeschrieben. Um die Ölheizung in Ihrem Keller nachzurüsten, bietet Solarthermie eine vielversprechende Möglichkeit. Denn Solarthermie spart Öl, senkt die Emissionen und entlastet das Heizsystem.

Wichtig beim Nachrüsten: ein Öl-Brennwertkessel als Wärmeerzeuger. Niedertemperatur- oder Konstanttemperaturkessel sind generell nicht mehr möglich. Ebenfalls essenziell ist ein zusätzlicher Speicher mit genügend Kapazität. Der Pufferspeicher ermöglicht, dass Sie die Wärmeenergie auch dann nutzen, wenn die Sonne nicht scheint. Je nach Dimensionierung Ihrer Anlage betreibt sie die Warmwasserbereitung oder zusätzlich dazu auch das Heizwasser. Auf diese Weise ist es möglich, dass Sie bis zu 30 Prozent Heizöl im Jahr einsparen.

• Gasheizung und Solarthermie: Die Gasheizung zählt in Deutschland zu den am weitesten verbreiteten Heizsystemen. Um zusätzlich eine regenerative Energiequelle zu nutzen, ohne direkt die bestehende Heizung auszutauschen, empfiehlt sich ein Nachrüsten mit Solarthermie. Bei steigenden Gaspreisen ist die Solarunterstützung eine lohnenswerte Investition. Sowohl Gasverbrauch als auch Heizkosten sinken und eine hohe staatliche Förderung bietet einen finanziellen Anreiz.

Auch hier gilt zu beachten, dass Sie über genügend Platz für einen neuen Speicher sowie die nötige Kollektorfläche verfügen. Bei der Gas-Solar-Kombination teilen sich beide Systeme einen Pufferspeicher, der die Wärme für die weitere Nutzung speichert. Prinzipiell ist jede Gasbrennwertheizung mit Solarthermie vereinbar. Dadurch verringern Sie Emissionen und reduzieren Heizkosten im Durchschnitt um fast ein Drittel.

• Pelletheizung und Solarthermie: Sie verfügen bereits über eine Pelletheizung oder erwägen Ihr bestehendes Heizsystem durch eine Pelletheizung auszutauschen? Gleichzeitig soll Solarthermie als Unterstützung dienen. Diese Kombination ist die optimale Ergänzung. Die Pelletheizung greift auf erneuerbare Energien zurück und heizt CO₂-neutral. Ein zusätzliches Nachrüsten mit Solarenergie reduziert zusätzlich den Pelletbedarf, die Emissionen sowie die Heizkosten.

Ein Kombispeicher bildet das Bindeglied zwischen Pelletkessel und thermischer Solaranlage. Ein zusätzlicher Speicher ist nicht notwendig. Die Wärme aus beiden Systemen wird als Puffer gespeichert. Bei unzureichender Bedarfsdeckung durch die Solaranlage liefert der Pelletkessel die zusätzlich benötigte Wärme und füllt den bivalenten Speicher auf. Abhängig von Nutzung und Bedarf spart die Kombination aus Pelletheizung und Solaranlage durchschnittlich bis zu 60 Prozent der Holzpellets bei der Warmwasserbereitung. Zwischen 20 und 30 Prozent Pelletkosten sparen Sie bei der zusätzlichen Heizungsunterstützung.

• Wärmepumpe und Solarthermie: Wärmepumpen heizen besonders umweltschonend und beziehen die Wärmeenergie beispielsweise aus der Erde oder aus der Luft. Sie benötigen lediglich einen überschaubaren Stromanteil zum Betreiben des Heizsystems. Die verschiedenen Formen einer Wärmepumpe, die sich je nach Art der Wärmequelle unterscheiden, sind sowohl direkt als auch indirekt mit Solarthermie kombinierbar. Dies senkt die Stromkosten und macht die Hybridheizung zu einer attraktiven Erweiterung der bestehenden Wärmepumpe. Die häufigsten Möglichkeiten sind die Sole-Wasser-Wärmepumpe (Wärme aus dem Erdreich) sowie die Luft-Wasser-Wärmepumpe (Wärmegewinnung aus der Außenluft).

Die direkte Kombination von Solaranlage und Wärmepumpe bezeichnet die Nutzung eines Kombispeichers. Dieser speichert sowohl die aus der Solaranlage gewonnene Wärme als auch die durch die Wärmepumpe erzeugte. Bei unzureichender solarer Bedarfsdeckung wirkt die Wärmepumpe ergänzend und füllt den gemeinsamen Pufferspeicher. So arbeitet die Wärmepumpe deutlich stromsparender und die Solarthermieanlage entlastet die Umwelt zusätzlich.

Die indirekte Kombination beschreibt die Erwärmung des Erdreichs rund um die Erdungssonde der Wärmepumpe. Die Solarwärme wird nicht in den Speicher eingeleitet, sondern in den Boden rund um die Anlage. Das erhöht die Effizienz der Wärmepumpe aufgrund der zusätzlichen Erwärmung rund um die Erdungssonde. Gleichzeitig verhindert die indirekte Kombination Frostschäden. Die zusätzliche Wärme im Erdreich hat zur Folge, dass die Wärmepumpe kleiner ausgelegt werden kann, sich die Lebensdauer erhöht sowie die Betriebskosten sinken und Sie dadurch Kosten sparen.

Weitere sinnvolle Möglichkeit bietet auch die Kombination einer Wärmepumpe mit Photovoltaik. Dies deckt den Strombedarf der Wärmepumpe durch Solarenergie und optimiert die Wirtschaftlichkeit bestmöglich.

Für die individuelle Nachrüstung Ihres bestehenden Heizungssystems mit Solarthermie empfiehlt es sich, spezialisierte Hilfe eines Fachbetriebs in Ihrer Nähe zurate zu ziehen. Dieser berät Sie ausführlich, geht auf Ihre Wünsche und Vorstellungen ein und findet gemeinsam mit Ihnen die optimale Lösung. Für eine lohnenswerte Investition in die Umwelt und Ihre Zukunft!