Solaranlage für Warmwasser: Techniken von Heizstab bis Solarthermie

Bei Sonnenenergie denken die meisten zunächst an Strom. Dabei lässt sich die Kraft der Sonne durchaus auch für die Warmwasserbereitung einsetzen. Hier gibt es verschiedene Technologien. Welche das sind, Vor- und Nachteile, Förderungen und wann sich eine Solaranlage für Warmwasser lohnt.

Unabhängig davon, welche Technologie bei der Brauchwasserbereitung mittels Solarenergie zum Einsatz kommt: Eigentümer reduzieren damit ihren ökologischen Fußabdruck und machen sich ein Stück weit unabhängiger von steigenden Energiepreisen. Aus finanzieller macht eine Solaranlage für Warmwasser jedoch nur dann Sinn, wenn sich die Anschaffungskosten mit der Zeit rechnen. Im Folgenden geben wir eine Entscheidungshilfe.

Warmes Wasser mittels Sonnenenergie: Diese Möglichkeiten gibt es

Zur Warmwasseraufbereitung mittels Solaranlagen bieten sich zwei verschiedene Technologien:

• Solarthermie: Eine Solarthermie wandelt Solarenergie direkt in Wärme um. Thermische Solarkollektoren auf dem Dach absorbieren die Wärme der Sonnenstrahlen und geben diese über Rohre an Heizsystem und Warmwasserspeicher.
• Photovoltaik: Hier erfolgt die Wärmeerzeugung indirekt. Solarzellen auf dem Dach erzeugen zunächst einmal elektrischen Strom. Dieser umweltfreundliche Strom erhitzt einen Heizstab, der im Warmwasserspeicher angebracht wird. Andere Möglichkeiten bestehen darin, einen Durchlauferhitzer oder eine Warmwasser-Wärmepumpe mit Solarstrom zu betreiben.

Die folgenden Abschnitte geben einen genaueren Überblick über die jeweilige Technologie sowie deren Vor- und Nachteile.

Solarthermie für warmes Brauchwasser

Von Außen betrachtet lässt sich für den Laien kaum einen Unterschied zwischen einer PV-Anlage für Strom und einer Solarthermie feststellen. Doch auch wenn sich die Solarmodule auf dem Dach zunächst kaum unterscheiden, ist die Bauart und Funktionsweise eine deutlich andere. Der Begriff Solarthermie weist darauf hin, was diese Technik auszeichnet: Sie nutzt die Wärmeenergie der Sonne, ohne sie in elektrische Energie umzuwandeln. Stattdessen kommt ein spezielles Wasser-Frostschutz-Gemisch zum Einsatz.

Eine Pumpe befördert diese Flüssigkeit zum jeweiligen Verwendungsort. Dort befinden sich ein Wärmetauscher und ein Solarspeicher, der auch unter der Bezeichnung Pufferspeicher bekannt ist. Der Speicher sorgt für eine zuverlässige Aufbereitung des Warmwassers. Auch bei Dunkelheit und bei einem bewölkten Himmel garantiert er eine ausreichende Menge an warmem Brauchwasser. Das abgekühlte Gemisch pumpt die Technik wieder zum Sonnenkollektor – es handelt sich um einen geschlossenen Kreislauf.

Kosten und Bestandteile von Solarheizungen

Eine solche Solarthermie besteht aus folgenden Bestandteilen. Hersteller und Handwerker bieten thermische Solaranlagen meist im Komplettset mit Installation an:

• Solarkollektoren in flacher oder röhrenförmiger Ausführung
• Pufferspeicher für Warmwasseraufbereitung und eventuell Heizungsunterstützung
• Pumpen für einen isolierten Kreislauf inklusive elektronische Regelung

Die Kosten für eine Solarthermieanlage für ein durchschnittliches Einfamilienhaus mit Warmwasserspeicher und Installation belaufen sich auf 6.000 bis 12.000 Euro. Entscheidend ist hier, ob die Solaranlage lediglich Warmwasser oder auch Raumwärme bereitstellen soll. Kommt sie lediglich für die Warmwasserbereitung zum Einsatz, dann liegen die Kosten bei run 6.000 Euro. Soll sie zusätzlich als Raumheizung dienen müssen Eigentümer mit rund 12.000 Euro rechnen.

Thermische Solaranlage planen und realisieren

Bei der thermischen Nutzung der Sonnenergie verdienen einige Aspekte Beachtung. Im ersten Schritt fragt sich, ob das Gebäude geeignet ist. Bestenfalls erfolgt die Montage auf einem Dach, das nach Süden zeigt. Als optimale Ausrichtung nennen Experten einen Neigungswinkel zwischen 30 und 70 Grad. Das hängt davon ab, ob Eigentümer Solar ausschließlich für Warmwasser oder zusätzlich für die Heizungsunterstützung wünschen. Bei einem Flachdach lässt sich die Solaranlage mit technischem Zubehör entsprechend positionieren. Bei thermischen Solaranlagen kommt auch eine Montage an einer Hauswand infrage.

Befassen Sie sich bei der Planung zudem mit der Art der Solaranlage und der Größe. Röhren-Solarkollektoren kosten mehr als Flach-Sonnenkollektoren, im Gegenzug benötigen sie weniger Platz. Beide Varianten sollten ausreichend Sonnenenergie für das Brauchwasser und gegebenenfalls die Heizung zur Verfügung stellen. Das setzt auch einen optimal dimensionierten Pufferspeicher voraus.

Staatliche Förderung für Solarheizungen

Wer sich für eine thermische Solaranlage für die Warmwasser entscheidet, kann zwischen mehreren staatlichen Förderprogrammen wählen. Dazu gehört die BAFA-Förderung, für die das Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle verantwortlich ist. Die Behörde zahlt für diese Solaranlagen einen Zuschuss von 25 % der Investitionskosten. Dieser Zuschuss kann sich auf 35 % erhöhen, wenn Antragssteller zugleich eine umweltschädliche Heizung austauschen.

Alternativ empfehlen sich Förderkredite der öffentlich-rechtlichen KfW-Bank. Für eine Investition in thermische Sonnenenergie eignet sich zum Beispiel ein Sanierungskredit für Wohngebäude (Förderprogramm 261). Die Anschaffung und Montage einer Warmwasser-Solaranlage ist in diesem Fall nur ein Teil eines umfangreichen Sanierungsvorhabens, andernfalls gibt es keinen Anspruch auf diesen Kredit. Hausbesitzer müssen nach der Sanierung die Kriterien des Energieeffizienz-Standards 85 erfüllen. Neben einem günstigen Förderkredit winken attraktive Tilgungszuschüsse.

Vor- und Nachteile von Solarthermieanlagen

Vorteile

• Effiziente Warmwasserbereitung: Solarthermieanlagen sind speziell für die Warmwasserbereitung ausgelegt. Anders als bei der Umwandlung von Wärme in Strom geht hier deutlich weniger Energie verloren.
• Direkte Nutzung der Sonnenenergie: Die Technologie ist auf die Nutzung der Sonnenwärme optimiert, was zu einer guten Effizienz führt.
• Geringe Umweltauswirkungen: Solarthermieanlagen produzieren keine Emissionen und tragen zur Reduzierung des CO2-Fußabdrucks bei.

Nachteile

• Begrenzte Nutzung: Solarthermie ist auf die Warmwasserbereitung spezialisiert und kann nicht für andere Zwecke wie Stromerzeugung genutzt werden.
• Platzbedarf: Die Kollektoren benötigen Platz auf dem Dach oder im Freien.
• Wetterabhängigkeit: Effizienz kann an bewölkten Tagen oder in der Nacht reduziert sein.
• Wartung: Das System erfordert regelmäßige Wartung.

Photovoltaik: Warmes Wasser mit Strom erzeugen

Wohl die meisten Menschen denken bei Solarenergie an PV-Anlagen zur Stromerzeugung. In der Tat sind Anlagen der Photovoltaik deutlich weiter verbreitet als thermische Solaranlagen. Das liegt unter anderem an den lange Zeit sehr attraktiven Konditionen wie der Einspeisevergütung.

Dabei lässt sich Solarstrom indirekt durchaus auch für das Erwärmen von Brauchwasser einsetzen. Das beste Beispiel ist der Wasserkocher. Im Rahmen der Haustechnik dient Strom aus Sonnenenergie ebenfalls der Erzeugung von warmem Wasser und reduziert damit den Bedarf an Gas oder anderen fossilen Energieträgern.

Um PV-Strom für Warmwasser zu nutzen gibt es drei Möglichkeiten:

• Solaranlage mit Heizstab: Diese Variante ähnelt der Funktionsweise eines Wasserkochers. Die Voraussetzung ist ein bereits vorhandener oder extra dafür installierter Warmwasserspeicher. Die meisten Geräte verfügen über einen Steckplatz für Heizstäbe, sodass bei vorhandenen Geräten kein Austausch notwendig ist. Die PV-Anlage versorgt den Heizstab mit Strom, auf diese Weise heizt er das Brauchwasser auf.
• Durchlauferhitzer/Boiler mit Speicher: In diesem Fall erfolgt die Warmwasseraufbereitung nach bewährtem Prinzip. Der Unterschied ist nur, dass der Strom von der eigenen PV-Anlage und nicht aus dem öffentlichen Netz stammt.
• Warmwasser-Wärmepumpe mit Solarstrom: Es gibt mittlerweile spezielle Wärmepumpen für Brauchwasser. Genauso wie gewöhnliche Wärmepumpen für Heizungen entziehen sie der unmittelbaren Umgebung Wärmeenergie. Dieser Prozess erfordert Strom, der sich mit einer eigenen Photovoltaik-Anlage decken lässt.

Die staatliche Unterstützung für PV-Anlagen

Wie bei thermischen Solaranlagen fördert der Staat die Anschaffung von PV-Anlagen: Mit dieser Hilfe animiert er zu Investitionen, die dem Klimaschutz dienen.

Bei der Photovoltaik erfolgt diese Unterstützung auf zweifache Weise:

1. Der Staat garantiert zwanzig Jahre lang eine feste Einspeisevergütung für den Strom, den Nutzer in das öffentliche Netz einspeisen.
2. Es gibt unterschiedliche Förderprogramme, welche die Finanzierung von Solar im Strombereich erleichtern. Dazu gehört der KfW-Förderkredit 270.

Darüber hinaus entsteht auch ohne Förderung ein finanzieller Vorteil, wenn Sie den Strom nutzen. Die Strompreise befinden sich seit einiger Zeit auf hohem Niveau, entsprechend attraktiv ist die Erzeugung des eigenen Stroms. Ob Strom für die Warmwasseraufbereitung, für die Beleuchtung oder andere Zwecke: Als Investor realisieren Sie ein ansprechendes Einsparpotenzial!

Vor- und Nachteile der Umwandlung von Solarstrom zu Wärme

Vorteile

• Vielseitigkeit: PV-Anlagen können auch Strom für andere Zwecke wie den Haushalt liefern.
• Verfügbarkeit von Technologie: Photovoltaiktechnologie ist weit verbreitet und gut entwickelt.
• Potenzielle Energieeinsparungen: Durch die Nutzung erneuerbarer Energie für die Warmwasserbereitung können Energiekosten reduziert werden.

Nachteile

• Energieumwandlungsverluste: Der Prozess der Stromerzeugung und -umwandlung in Wärme kann Verluste mit sich bringen.
• Komplexität: Die Integration von PV und Heizstab erfordert spezifische Steuerungssysteme und eine elektrische Anbindung.
• Geringere Effizienz: Im Vergleich zur direkten Nutzung der Solarenergie in Solarthermieanlagen könnten PV-Anlagen mit Heizstab weniger effizient sein.