Solarthermie: Heizung und Warmwasser mit Solarenergie

Solarthermie, das sind die blauen oder schwarzen Kollektoren auf dem Dach, die umgangssprachlich auch Solaranlage heißen. Das ist nicht falsch, denn die Solarthermie gehört tatsächlich zu den Solaranlagen. Jedoch ist diese Bezeichnung nicht eindeutig. Denn Solaranlage ist ein Überbegriff, der alle Technologien bezeichnet, die die Sonneneinstrahlung in eine andere Energieform umwandeln. Dazu zählen auch die Photovoltaik-Anlagen.

Solarthermie-Anlagen gewinnen Wärme aus der Strahlungsenergie der Sonne. Der wesentliche Prozess läuft in thermischen Solarkollektoren (umgangssprachlich Sonnenkollektor) ab. Die Anlagentechnik im Haus überträgt diese Wärme auf das Trinkwasser für Dusche oder Küche und auf die Heizung.

Photovoltaik-Anlagen machen aus der Strahlung der Sonne dagegen elektrischen Strom. Dabei sind keine Solarkollektoren, sondern sogenannte Solarmodule dafür zuständig, die Strahlung aufzufangen. Der Strom, den sie liefern, ist im Haushalt besonders flexibel einsetzbar. Er ermöglicht neben dem Betrieb der Elektrogeräte auch die Heizungsunterstützung, etwa für eine Wärmepumpe, und das Laden des E-Autos.

Die Sonne trifft auf den thermischen Solarkollektor und dieser wandelt die Strahlung in Wärme um – soweit die Kurzfassung. Doch wie funktioniert das Prinzip?

In den Rohren des Solarkollektors fließt eine Flüssigkeit, die als Transportmedium für die Wärme dient. Die Strahlungsenergie der Sonne trifft auf sogenannte Solarabsorber im Kollektor. Im Absorber wird die Strahlung zu Wärme, die dann auf die Solarflüssigkeit übergeht. Sie wird dabei bis zu 90 °C heiß. Eine Pumpe ist für die Zirkulation der Solarflüssigkeit zuständig. Damit die Wärme nutzbar wird, muss sie nun von der Solarflüssigkeit auf Trink- oder Heizungswasser übergehen. Verantwortlich dafür ist der Solarspeicher. Diese Komponente enthält einen Wärmetauscher, der die Energie aus der Solarflüssigkeit für Warmwasser oder Heizung nutzbar macht. Dort kühlt die Solarflüssigkeit ab, bevor sie wieder den Solarkollektor durchströmt und erneut Temperatur gewinnt.

Wie viel des gesamten Wärmebedarfs für Heizung oder Warmwasser kann die Solarthermie jeweils decken? Das gibt die Kennzahl „solarer Deckungsgrad“ an. Bei gängigen Werten von um 60 Prozent bei Warmwasser und deutlich weniger bei der Raumheizung ist klar, dass das Wohnhaus über eine weitere Heizung verfügen muss.

Die Solarthermie können Sie mit allen gängigen Heizungsarten kombinieren. Das gilt für Gas- und Ölheizungen genauso wie für Pelletheizungen oder eine Wärmepumpe. Heizungen arbeiten im Sommer nur, um Warmwasser bereitzustellen. Diese Aufgabe kann die Solarthermie übernehmen. Im Ergebnis läuft die Warmwasserbereitung im Sommer komplett emissionsfrei – und ohne Brennstoffverbrauch. Bei der Heizungsunterstützung gilt dasselbe Prinzip. Gas-, Öl- oder Pelletheizung springen nur dann an, wenn die Sonnenenergie nicht mehr ausreicht.

Wärmepumpen profitieren ebenfalls, wenn sie mit einer Solarthermie-Anlage erweitert werden. Jedoch sollten Hausbesitzer:innen genau prüfen, ob sie statt einer Solarthermie- nicht besser eine Photovoltaik-Anlage installieren lassen sollten. Schließlich konkurrieren beide Anlagentypen um dieselbe Dachfläche. Der Vorteil einer Photovoltaik-Anlage liegt darin, dass sie direkt grünen Strom zum Betrieb der Wärmepumpe liefert. Über einen elektrischen Heizstab kann der Sonnenstrom auch die Brauchwassererhitzung unterstützten.

Zusammengefasst lässt sich sagen, dass Altbauten mit einer Bestandsheizung besonders von der Erweiterung um Solarthermie profitieren. Im Neubau oder bei der Installation einer neuen Heizung im Rahmen einer energetischen Sanierung sollten Sie prüfen, ob Sie mit einer PV-Anlage in Kombination mit einer Wärmepumpe nicht besser fahren.

Die Solarthermie ist eine wirkungsvolle Möglichkeit, um mit einem überschaubaren Budget Effizienzgewinne bei der Wärmeversorgung zu erzielen. Eine Solarthermie-Anlage zur Heizungsunterstützung kann in den meisten Fällen die Hauptheizung um rund 20 Prozent entlasten. Das senkt die laufenden Kosten für den Brennstoffverbrauch und macht die Heizung insgesamt nachhaltiger, da weniger Emissionen entstehen. Weniger An- und Ausschaltvorgänge sowie eine insgesamt niedrigere Betriebszeit erhöhen die Haltbarkeit der Hauptheizung.

Das Potenzial der Solarthermie ist hauptsächlich beschränkt durch die Abhängigkeit von der Sonneneinstrahlung. Zusammen mit den fehlenden Möglichkeiten für die Langzeitspeicherung der Wärme verlängert das die Amortisationsdauer. Da es anders als bei PV-Anlagen kein Mietmodell gibt, müssen Sie zudem die gesamten Kosten für die Anlage vorstrecken.

Die Kosten für eine Solarthermie-Anlage beginnen für ein mittleres Einfamilienhaus bei ca. 4.800 Euro*. Neben den Materialkosten umfasst dieser Betrag auch den Arbeitsaufwand für Montage und Inbetriebnahme. Dafür bekommen Sie eine Anlage, die die Warmwasserbereitung unterstützt. Solarthermie-Anlagen für die Heizungsunterstützung benötigen mehr Kollektorfläche, um eine ausreichende Energieausbeute zu erzielen. Für eine solche Anlage sollten Sie ca. 10.200 Euro* veranschlagen.

Deutlich höher fallen die Kosten für PV-Anlagen aus. Beim Vergleich der unterschiedlichen Optionen sollten Sie sich jedoch nicht allein von den Kosten leiten lassen. Stattdessen ist eine detaillierte Berechnung der Wirtschaftlichkeit notwendig, um die Anlagentypen zu vergleichen. Zwar schlagen Photovoltaik-Anlagen mit einer höheren Investition zubuche. Jedoch können Sie über die Stromerzeugung auch deutlich höhere Einsparungen erzielen als mit einer Solarthermie-Anlage. Die Attraktivität der PV-Anlage steigt dadurch, dass Sie solch eine Anlage gegen einen monatlichen Fixbetrag mieten können. Dadurch müssen Sie nicht die gesamte Investitionssumme schultern, sondern bezahlen gleichbleibende Raten.

*Branchenübliche Durchschnittspreise. Die tatsächlichen Kosten hängen von vielen Faktoren ab, wie zum Beispiel der Qualität der Komponenten, und variieren deshalb je nach Anbieter.

** Inklusive Rücklagenbildung für den Austausch von Komponenten

Auf Bundesebene ist seit 2024 die Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) die richtige Anlaufstelle für die Förderung der Solarthermie auf privaten Wohngebäuden. Im Rahmen der Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG EM) gewährt das Förderinstitut einen Grundfördersatz von 30 Prozent der förderfähigen Kosten. Durch zusätzliche Boni kann der Fördersatz auf insgesamt 70 Prozent anwachsen.

Wenn Sie die Installation einer Solarthermie-Anlage im Rahmen einer Komplettsanierung zu einem energieeffizienten Wohngebäude umsetzen möchten, dann haben Sie daneben Zugang zu einem zinsgünstigen Kredit bei der KfW.

Immer wieder ist in der Presse von einer Solar-Pflicht zu lesen. Richtig ist zwar, dass Solaranlagen auf privaten Dächern einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten. Doch eine bundesweite Pflicht zur Installation von Solaranlagen und insbesondere Solarthermie gibt es bisher nicht.

Allerdings gibt es bereits Bundesländer, die eine Solaranlagen-Pflicht umgesetzt haben. Vorreiter ist zum Beispiel Baden-Württemberg. In dem Bundesland gilt seit 1. Mai 2022 eine Photovoltaik-Plicht für neue Wohngebäude. Bei grundlegenden Dachsanierung müssen die Eigentümer:innen seit Januar 2023 eine PV-Anlage nachrüsten. Mit der Installation einer Solarthermie-Anlage ist die Pflicht ebenfalls erfüllt. Immer mehr Bundesländer ziehen nach und setzen dabei oft zuerst eine Solarpflicht für öffentliche und gewerbliche Gebäude um.

In welchem Maße sich eine Solarthermie-Anlage für Ihr Eigenheim lohnt, das ist eine sehr spezifische Frage. Da viel von den individuellen Gegebenheiten abhängt, sind pauschale Aussagen dazu kaum möglich. In der Tendenz profitieren jedoch vor allem ältere Gebäude mit einer bestehenden Heizung von einer Solarthermie-Anlage. Für einen ersten Eindruck zur Wirtschaftlichkeit der Solarthermie können Sie die Tabelle nutzen.

*** Basis sind die Heizöl- und Gaspreise Stand April 2024

Kalkulieren Sie mit einer Solarthermie-Anlage zu Warmwasser- und Heizungsunterstützung mit Kosten von 10.200 Euro und monatlichen Betriebsausgaben von 10 Euro, dann können Sie im Fall des Musterhaushalts mit vier Personen ca. 610 Euro pro Jahr an Heizöl einsparen. Um die Amortisationszeit zu berechnen, müssen Sie Kosten abzüglich Förderung mit den jährlichen Einsparungen vergleichen. Dabei kommt der Solarthermie zugute, dass mit steigenden Kosten für die fossilen Energieträger zu rechnen ist.

Beide Systeme bringen Einsparungen bei den Energiekosten. PV-Anlagen stellen jedoch gegenüber der Solarthermie das System mit der größeren Flexibilität dar. Schließlich können Sie den Strom aus der PV-Anlage für Heizung, Warmwasserbereitung und darüber hinaus noch zum Betrieb von Elektrogeräten und dem eigenen E-Auto nutzen. Es lohnt sich besonders, wenn Sie eine Wärmepumpe mit einer PV-Anlage kombinieren. Von der Solarthermie profitieren Sie vor allem dann, wenn Sie sie nutzen, um eine bestehende Heizung für die Verbrennung von Pellets, Öl oder Gas zu unterstützen.

Es ist sogar möglich, PV- und Solarthermieanlagen gleichzeitig in einem Haus zu betreiben. Dann liefert die PV-Anlage den Strom für die Wärmepumpe, während die Solarthermie direkt Warmwasser bereitstellt. Dafür muss jedoch auch genügend Dachfläche zur Verfügung stehen. Sogenannte PVT-Kollektoren kombinieren Photovoltaik und Solarthermie in einem Modul. Damit können Sie die Konkurrenz um die Dachfläche teilweise auflösen. Sie sind jedoch kostenintensiver als herkömmliche Bauteile.

Energie auf dem eigenen Dach erzeugen und damit die Umwelt und den Geldbeutel schonen: Das ist immer eine gute Sache. Für die Umsetzung steht Ihnen neben der Solarthermie auch die Photovoltaik zur Wahl. Natürlich können Sie beide Technologien kombinieren, um gleichzeitig Wärme und Strom aus der Sonnenenergie zu gewinnen. Bei der Entscheidung, wo Sie Ihren Schwerpunkt setzen möchten, sollten Sie sich von den individuellen Gegebenheiten leiten lassen. Die ideale Entscheidungsgrundlage ist daher eine detaillierte Wirtschaftlichkeitsbetrachtung von fachkundiger Hand. Machen Sie am besten direkt den DZ4 Solarcheck und sichern Sie sich ein kostenloses Beratungsgespräch.