Solarthermie – Die Kraft der Sonne zum Heizen nutzen

NADINE KÜMPEL

AKTUALISIERT AM: 15.10.2021

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Solarthermieanlagen erzeugen mit Hilfe von Sonnenenergie Wärme. Diese kann zur Warmwassererzeugung oder zu Heizzwecken genutzt werden. Doch was kostet eine Solarthermieanlage und lohnt sich die Anschaffung?

Solarthermieanlage vor blauem Himmel

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Was ist Solarthermie?

Solarthermie bezeichnet die Umwandlung von Sonnenenergie in nutzbare thermische Energie. Dies geschieht hauptsächlich mithilfe von Solarthermieanlagen (auch thermische Solaranlagen genannt). Da die Solarthermie Sonnenenergie nutzt, heizen Sie mit einer Solarthermieanlage mit erneuerbaren Energien.

Die mithilfe von Solarthermie erzeugte Wärme kann zum Heizen oder aber auch für die Warmwasserversorgung genutzt werden. Am verbreitetsten ist der Einsatz von Solarthermie zur Warmwasserbereitung, da eine Solarthermieanlage meist nicht den gesamten Heizenergiebedarf decken kann.

Der Vorteil der Technologie ist, dass sie relativ einfach ist und praktisch überall eingesetzt werden kann. Der Anschluss an ein Stromnetz oder fossile Ressourcen sind nicht erforderlich.

Solarthermie und Photovoltaik – Das ist der Unterschied

Solarthermieanlagen werde nicht selten mit Photovoltaikanlagen verwechselt. Grund dafür ist, dass beide Technologien die Energie der Sonne nutzen und diese mit Hilfe von “Solarmodulen” auf Hausdächern einfangen. Außerdem wird sowohl für Solarthermie als auch  Photovoltaik der übergeordnete Begriff Solaranlage verwendet. 

Doch während Solarthermie Sonnenenergie zur Wärmeerzeugung nutzt, erzeugen Photovoltaikanlagen Strom aus Sonnenenergie. Insgesamt ist die Photovoltaik populärer als die Solarthermie. Wenn von einer Solaranlage oder einem Solarmodul gesprochen wird, ist daher meistens eine Photovoltaikanlage bzw. ein Photovoltaikmodul gemeint. Wir empfehlen, aus diesem Grund eine Solarthermieanlage als thermische Solaranlage zu bezeichnen oder direkt den gängigen Begriff Solarthermie zu nutzen. 

Funktion von Solarthermie

Das Prinzip einer Solarthermieanlage lässt sich mit einem schwarzen Gartenschlauch im Sommer erklären. Liegt der Gartenschlauch in der prallen Sonne, wird das Wasser im Schlauch sehr heiß, denn die schwarze Oberfläche ermöglicht eine bessere Speicherung der Solarenergie. Auch Solarthermieanlagen haben Solarkollektoren mit einer schwarzen Oberfläche. In den Solarkollektoren fließt ein Wasser-Frostschutz-Gemisch, dass bei Sonneneinstrahlung auf bis zu 95 Grad erwärmt wird. 

Das erwärmte Wasser wird im Anschluss in einen Pufferspeicher geleitet, wo die Wärme über einen Wärmetauscher an den Speicher abgegeben wird. Anschließend wird das abgekühlte Wasser-Frostschutz-Gemisch wieder zurück zum Kollektor gepumpt, um dort erneut erwärmt zu werden. 

Die Wärme im Pufferspeicher wiederum kann direkt zur Brauchwassererwärmung genutzt oder über einen zweiten Wärmetauscher als Heizwärme ins Haus geleitet werden. 

Funktion Solarthermie
Funktion Solarthermie

In der Solarthermie werden hauptsächlich zwei verschiedene Bauweisen von Solarkollektoren unterschieden. Die Flachkollektoren und die Röhrenkollektoren.

Flachkollektoren

Die meisten Anbieter von Solarthermieanlagen setzen auf Flachkollektoren. Diese sind in der Anschaffung günstiger, jedoch auch etwas weniger effizient. Flachkollektoren haben optisch eine glatte Oberfläche und bestehen aus einem Absorber in einem gedämmten Gehäuse, welches transparent abgedeckt ist. Ein Flachkollektor hat seitlich zwei Anschlüsse für den Zu- und Ablauf der Kollektorflüssigkeit. 

Flachkollektoren sind mit Dämmmaterialien wie Mineralwolle oder Polyurethanschaum isoliert. Diese sorgen dafür, dass die Sonnenenergie nicht verloren geht.

Röhrenkollektoren

Ein Röhrenkollektor besteht aus mit Vakuum gefüllten Röhren. Das Vakuum verbessert die Isolierung des Solarkollektors deutlich und es geht weniger Energie beim Eintreten der Sonneneinstrahlung verloren.

Röhrenkollektoren sind deutlich effektiver, aber auch teurer als Flachkollektoren. So bedeckt eine Solarthermieanlage mit Flachkollektoren für 4 Personen etwa 10-14 Quadratmeter Dachfläche. Würde die gleiche Anlage mit Vakuumröhren realisiert, wären nur 7-10 Quadratmeter Kollektorfläche nötig.

Der Absorber eines Röhrenkollektors erreicht mit 120 Grad deutlich höhere Temperaturen als der eines Flachkollektors. Röhrenkollektoren können daher hervorragend zur Heizungsunterstützung im Frühjahr und Herbst verwendet werden. Im Sommer ist die Gefahr der Stagnation jedoch höher und im Winter kann der Schnee auf den Röhren schlechter abtauen. 

Inzwischen sind Flachkollektoren deutlich verbreiteter als Röhrenkollektoren. Daher empfehlen wir beim Kauf einer Solarthermieanlage vor allem auf Flachkollektoren zu setzen.

Kosten von Solarthermie

Solarthermieanlagen kosten zwischen 3.000€ und 12.000€. Eine typische Solarthermieanlage fürs Einfamilienhaus, die ausschließlich der Warmwasserbereitung dient, ist schon für etwa 5.000€ erhältlich. Solarthermieanlagen, die auch die Heizung unterstützen, sind meist deutlich größer und benötigen auch einen größeren Pufferspeicher. Daher fallen hier Investitionskosten von 8.000€ aufwärts an. 

Doch was kosten die einzelnen Komponenten der Anlage?

Für die Solarkollektoren muss mit 300 € pro Quadratmeter gerechnet werden. Röhrenkollektoren kosten mit 600€ pro Quadratmeter das Doppelte. Der Pufferspeicher einer Solarthermieanlage kostet nur etwa 1.000€ bis 2.000 €. 

Fördermöglichkeiten

Da Solarthermieanlagen zu 100% erneuerbare Wärme erzeugen, werden sie durch die Bundesregierung gefördert. Konkret fördert die neue Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) die Anschaffung einer Solarthermieanlage mit 30% Investitionszuschuss. Wenn die Anschaffung der Solarthermieanlage Teil eines individuellen Sanierungsfahrplan (iSFP) ist, kommen weitere 5% Förderung hinzu. 

Wird die Solarthermieanlage in Kombination mit einem neuen Gas-Brennwertgerät angeschafft, gibt es ebenfalls 30% Förderung. Bei Ersatz einer Ölheizung sind sogar 40% Förderung möglich und wenn ein iSFP erstellt wird, können Sie von bis zu 45% Förderung profitieren. Die Kombinationen aus Wärmepumpe und Solarthermie bzw. Pelletkessel und Solarthermie erhalten sogar 35% Förderung. Beim Ersatz einer alten Ölheizung und der Inanspruchnahme eines Sanierungsfahrplans wären hier also theoretisch 50% Förderung möglich. Da Wärmepumpen und Pelletheizungen allerdings bereits vollständig erneuerbar sind und ein Gebäude auch allein beheizen können, ist die zusätzliche Anschaffung einer Solarthermieanlage hier oft nicht sinnvoll. 

Vor- und Nachteile der Solarthermie

VORTEILE

NACHTEILE

Heizen mit erneuerbare Energie

nur geringe Kosteneinsparungen durch Solarthermie

einfache & ausgereifte Technologie

kann nicht als alleinige Heizung fungieren

relativ kostengünstig

staatliche Fördermöglichkeiten

Solarthermie, Photovoltaik oder beides? Wie sollte ich mein Dach nutzen?

Hausbesitzer, die ihr Dach für Solarenergie nutzen möchten, stehen häufig vor der Entscheidung zwischen Photovoltaik oder Solarthermie. Haben Sie ein großes Dach, kann es empfehlenswert sein, sowohl Solarthermie als auch Photovoltaik zu installieren, da die Solarthermieanlage nur einen begrenzten Platz einnimmt.

Doch was, wenn der Platz nur für eine der Technologien reicht? Hier empfehlen wir die Entscheidung pro Photovoltaik, da eine Solarthermieanlage den Heizwärmebedarf nicht vollständig decken kann. Andere erneuerbare Heizungen wie die Pelletheizung oder Wärmepumpe sind dazu allerdings in der Lage.

Für die erneuerbare Stromerzeugung gibt es hingegen keine gute Alternative zur Photovoltaik. Kleinwindkraftanlagen sind häufig noch teuer und produzieren nur an windigen Tagen Energie. 

Solarthermie als Heizung – So schneidet die Solarthermieanlage im Vergleich zu anderen Heizungen ab

Solarthermieanlagen sind eine erneuerbare Form der Heizung und damit grundsätzlich gegenüber fossilen Energien wie Gas- oder Öl zu bevorzugen. Da Solarenergie kostenlos genutzt werden kann, ist das Heizen mit Solarthermie nicht von Preissteigerungen beeinflusst. Das ist ein riesiger Vorteil, denn die Rohstoffe Öl- und Gas waren zuletzt von massiven Preissteigerungen betroffen und auch künftig sind hier weitere Preiserhöhungen zu erwarten. Auch die Förderung von Solarthermieanlagen durch das BEG ist ein großer Vorteil gegenüber fossilen Heizungen.

Da Solarthermieanlagen ein Gebäude jedoch nicht vollständig beheizen können, machen sie Hausbesitzer nicht vollkommen unabhängig. Häufig muss weiterhin ein Teil der Heizenergie fossil bereitgestellt werden. Andere Erneuerbare Heizungen wie die Wärmepumpe oder Pelletheizung schneiden im Vergleich zur Solarthermie etwas besser ab. Zwar sind hier die Anschaffungskosten etwas höher als bei der Solarthermie, dafür muss aber auch keine Gas- oder Ölheizung mehr ergänzend eingesetzt werden. 

Insgesamt ist die Solarthermie aber dennoch eine sehr umweltfreundliche und kostengünstige Technologie, die zum Erreichen der Klimaschutzziele weiter ausgebaut werden muss. 

HEIZUNG

VOR- UND NACHTEILE

PREIS

ART

Gasheizung (optimal im Bestand)

effizient & kostengünstig, relativ hohe CO2-Emissionen

fossil

Wärmepumpe (beliebtestes Heizsystem im Neubau)

umweltfreundlich, kann den gesamten Heizenergiebedarf decken, in Gebäuden mit hohem Gebäudestandard sinnvoll, hohe Investitionskosten

€€€ (BEG-Förderung verfügbar)

erneuerbar

Solarthermie

kostengünstig, umweltfreundlich, deckt nicht den vollen Heizenergiebedarf

€ (BEG-Förderung verfügbar)

erneuerbar

Ölheizung

günstig (leicht teurer als Gas), sehr hohe CO2-Emissionen

€€

fossil

Pelletheizung

günstig (leicht teurer als Gas), sehr hohe CO2-Emissionen

€€€ (BEG-Förderung verfügbar)

erneuerbar

Elektroheizung

Anschaffung günstig, hohe Heizkosten & CO2-Emissionen

meist fossil

Hybridheizung

umweltschonend und flexibel, hohe Anschaffungskosten 

€€€

fossil & erneuerbar

BHKW

für Häuser mit hohem Wärmebedarf, effizient,
hohe Anschaffungskosten

€€€

fossil

Brennstoffzelle

für Häuser mit hohem Wärmebedarf, effizient,
hohe Anschaffungskosten

€€€

erneuerbar (benötigte Wasserstoff wird jedoch oft aus Erdgas gewonnen)  

Aktuelle Situation der Solarthermie in Deutschland 

Ende 2020 waren in Deutschland ca. 2,5 Millionen Solarthermieanlagen installiert. Diese bedecken eine Fläche von mehr als 20,5 Millionen Quadratmetern. Wie stark Solarthermie genutzt wird, ist je nach Bundesland sehr unterschiedlich. Vor allem in Bayern und Baden-Württemberg ist die Solarthermie im Vergleich zu Pelletheizungen und Wärmepumpen weit verbreitet. Ein Grund hierfür ist sicherlich auch die besonders hohe Sonneneinstrahlung im Süden Deutschlands.

Gebäude mit Solarthermie, Quelle:BSW

Durch die Förderung von Solarthermieanlagen durch das BEG boomt die Solarthermiebranche aktuell so stark wie seit über 10 Jahren nicht mehr. Im Jahr 2020 sind deutlich mehr Förderanträge für Solarthermieanlagen eingegangen als noch in den Vorjahren. Insgesamt konnten 2020 26% mehr Solarkollektoren abgesetzt werden als 2019.

Damit die Energiewende gelingt, müssen künftig noch viel mehr Häuser Solarthermie nutzen. In über 10 Jahren konnte die Anzahl der Solarthermieanlagen lediglich um eine Millionen auf 2,5 Millionen erhöht werden. Laut des Bundesverbands für Solarwirtschaft (BSW) muss die Zahl der Solarthermieanlagen zwischen 2021-2025 auf 3,8 Millionen erhöht werden. Das wäre eine Steigerung von über 1 Millionen in nur 4 Jahren. 2025 bis 2030 muss dann die 6 Millionen Marke erreicht werden, was mehr als eine Verdreifachung des Ausbautempos im Vergleich zu den letzten 10 Jahren bedeutet.

Ausbaubedarf Solarthermie
Ausbaubedarf Solarthermie, Quelle:BSW

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