Solarthermie ist die Umwandlung von Sonnenenergie in Heiz- oder Kühlenergie. Das Potential der Sonnenenergie ist größer als das aller anderen erneuerbaren Energien zusammen. Wie auch die Erdwärme kann die Sonnenenergie effektiv und umweltschonend und noch dazu relativ kostengünstig gewonnen werden. Zur Wassererwärmung ist sie hervorragend geeignet. Ein Nachteil besteht jedoch in den saisonalen Schwankungen ihrer Verfügbarkeit und dem damit verbundenen Speicherbedarf.

Wirkungsweise

Die Sonneneinstrahlung erwärmt die dunkle Fläche im Kollektor (Absorberfläche) und mit ihr das Wärmeträgermedium (Wasser mit Frostschutzmittel) in den darunter liegenden Rohren. Durch eine Pumpe wird das Wärmeträgermedium zum Wärmespeicher geleitet, wo es seine Wärme an das Wasser im Speicher abgibt. Von dort aus erhitzt es über einen Wärmetauscher das Trink- und/oder Heizungswasser.

Flach- oder Röhrenkollektoren?

Zur Gewinnung von Sonnenenergie nutzt man Flach- oder Röhrenkollektoren. Welche Art von Kollektor für ein Haus am besten geeignet ist, hängt von der Größe des Hauses und von den Standortbedingungen ab. Röhrenkollektoren sind zwar meist erheblich teurer, dafür aber wesentlich effektiver und ertragreicher als Flachkollektoren, weil sie durch ein Vakuum besser isoliert sind. Ihr Wirkungsgrad ist 30 % höher als der von Flachkollektoren.

Vor allem bei niedrigen Außentemperaturen, bewölktem Himmel und starker Witterung leisten Röhrenkollektoren deutlich mehr als Flachkollektoren, die unter solchen Umständen keine gleichbleibende Wärmegewinnung garantieren. Außerdem benötigen Röhrenkollektoren bei gleicher Leistung etwa 20 % weniger Platz auf dem Dach oder an der Fassade. Allerdings sind sie nicht dachintegriert montierbar. 

Kosten und Wirtschaftlichkeit

Solarthermie für ein durchschnittliches Einfamilienhaus kostet im Schnitt rund 5.000 Euro für Warmwasser und 10.000 Euro für Heizung und Warmwasser. Bei Flachkollektoren ist mit Anschaffungskosten von etwa 300 Euro, bei Röhrenkollektoren von etwa 600 Euro pro m² Kollektorfläche zu rechnen. Dazu kommen noch Ausgaben für andere Komponenten wie Speicher, Steuerung, Pumpe und Wärmeleitung sowie natürlich Montagekosten. Eine Solarthermieanlage amortisiert sich im Schnitt nach etwa 15 bis 20 Jahren.

Natürlich hängt die Wirtschaftlichkeit einer Anlage von vielen Faktoren ab – wie etwa ihrer Effizienz und richtigen Dimensionierung, den Kosten von Energieträgern wie Öl und Gas sowie anderen Modernisierungsmaßnahmen wie z. B. dem Einbau einer Fußbodenheizung. Hat sich die Anlage aber einmal amortisiert, sind die laufenden Kosten mit etwa 100 bis 200 Euro im Jahr für Strom, Versicherung und Inspektion oder Wartung nur noch gering.   

Flächenbedarf

Wird die Anlage nur zur Warmwassergewinnung genutzt, benötigt man pro Person etwa 1,5 m² Flachkollektor- oder
1 m² Röhrenkollektorfläche. Bei der Nutzung für Heizung und Warmwasser sind es pro Person ca. 3 m² Flachkollektor- und 2 m² Röhrenkollektorfläche.

Solarthermie in Potsdam

Im Dezember 2019 wurde in Potsdam eine der größten Solarthermieanlagen Deutschlands in Betrieb genommen. Mit ihren 1.044 Vakuumröhrenkollektoren erzeugt sie jährlich etwa 2,3 Gigawattstunden Wärme, die in das Fernwärmenetz eingespeist werden. Dadurch werden gegenüber einer Wärmeerzeugung mit fossilen Brennstoffen 488 Tonnen Kohlendioxid eingespart. Im Sommer können so rund 17 Prozent des Wärmeenergiebedarfs Potsdams durch Solarthermie gedeckt werden, während dieser Anteil im Winter auf unter 2 Prozent sinkt.

Natürlich ist dieses Potenzial Potsdams noch enorm ausbaufähig. So könnten beispielsweise neue kommunale Gebäude „standardmäßig“ mit Sonnenkollektoren ausgestattet und konventionelle Heizsysteme in Bestandsgebäuden durch Solarthermieanlagen ersetzt werden. Auf https://solar-potsdam.ipsyscon.de kann man übrigens leicht herausfinden, welches Solarpotential das Haus hat, in dem man wohnt, indem man die Adresse eingibt und das Haus auf der Karte anklickt. Dann erfährt man, wie groß die geeignete Modulfläche und der potenzielle Wärmeertrag ist. Dieses Potenzial müsste dann „nur noch“ genutzt werden.  

Quellen: efahrer.com, Co2online, SWP, IP SYSCON GmbH