Solaranlage zur Heizungsunterstützung

Neben der Warmwasserbereitung kann die solare Wärme zusätzlich zum Heizen eines Gebäudes genutzt werden. Dazu ist jedoch eine weitere Wärmequelle wie etwa eine Brennwertheizung, eine Wärmepumpe oder eine Holzheizung erforderlich (siehe Beitrag Bivalentes Heizen mit der Sonne). Im Vergleich zur solaren Warmwasser-Anlage benötigt die heizungsunterstützende Solaranlage eine größere Anzahl Kollektoren sowie spezielle Speicher (z.B. Kombi- oder Pufferspeicher).

Zwei Vakuum-Röhrenkollektoren zur Trinkwassererwärmung und Heizungsunterstützung für ein Einfamilienhaus
Eine Erdgas-Brennwertheizung im Zusammenspiel mit Solarthermie spart ganzjährig Heizkosten und schont das Klima
Heizungsunterstützende Solaranlage mit Vordach-Montage der Kollektoren

Die Heizungsvariante ist vor allem für Neubauten mit geringer Heizlast geeignet, wo die Sonnenwärme den überwiegenden Teil des Heizenergiebedarfs abdecken kann und auch bei Sanierungmaßnahmen im Wohngebäudebestand. Flächenheizsysteme wie Wand- oder Fußbodenheizungen passen besonders gut für eine solare Heizungsunterstützung. Die solaren Deckungsbeiträge für die Gebäudeheizung liegen bei 10% bis 30%, bei Niedrigenergiehäusern bis zu 40%. Mittlerweile arbeiten rund 30% aller in Deutschland installierten Solarthermieanlagen heizungsunterstützend – mit steigendem Trend.

Individuell oder von der Stange

In der Praxis werden heizungsunterstützende Solaranlagen entweder von einer Installationsfirma maßgefertigt aus Einzelkomponenten vor Ort zusammengebaut oder die Firma nutzt eine Paketlösung von der Stange. Die Heizungsindustrie bietet vorkonfektionierte Solarthermiepakete (auch Kombisysteme genannt) aus Kollektoren, Speicher, Solarstation und Regler an. Das Montagesystem und weiteres Zubehör können zu einer industriellen Komplettlösung gehören.

Anforderungen an die Bauteile

Zum Einsatz kommen Flach- und Röhrenkollektoren. Sie sollten für Solaranlagen zur Heizungsunterstützung einen möglichst hohen Wirkungsgrad besitzen und müssen auch bei niedrigen Außentemperaturen hohe Systemtemperaturen erreichen. Beim Vergleich verschiedener Kollektoren ist auf den Wirkungsgrad bei einer Temperaturdifferenz zur Umgebung von 50–60 K (= Kelvin) zu achten. Die Regelung sollte vom Hersteller für Systeme zur Heizungsunterstützung beschrieben sein. Das Solarfluid muss thermisch besonders beständig sein, weil sich die Anlage im Sommer häufig im Stillstand befindet.

Einsparpotenzial
Eine heizungsunterstützende Solaranlage schont den vorhandenen Heizkessel, weil sie die energieaufwendigen Brennerstarts mindert. Bei vielen Anlagen bleibt der Heizkessel über den Sommer ausgeschaltet. Eingespart wird nicht nur Brennstoff, sondern auch Strom. Bei Einfamilienhäusern im Bestand liegt die Energiesparpotenzial durch die solare Heizungsunterstützung zwischen 20% bis 40%. In Neubauten sind über das ganze Jahr 50% bis 100% Einsparung erreichbar.

Einfluss auf die Energieeinsparung haben:

  • Raumwärme- und Warmwasserbedarf
  • Warmwasser-Zirkulation
  • Kollektorfläche, Neigung und Orientierung des Kollektorfeldes
  • Wärmebedarf und Wärmeübertragung
  • Passive Sonnenenergienutzung (Fensterflächen)
  • Warmwasserkomfort (Bereitschaftszeiten, Leistung, Temperatur).
Berücksichtigung in der EnEV
Heizungsunterstützende Solaranlagen werden von der aktuellen Energieeinsparverordnung (EnEV 2009) angerechnet. Solare Gewinne berücksichtigt die EnEV beim zu planenden Gebäude-Primärenergiebedarf, was den Umfang der notwendigen Wärmeschutzmaßnahme verringert. Als Überschlagswert für die notwendige Kollektorfläche (nach EnEV/DIN V 4701- 10) in Abhängigkeit von der Wohnfläche gilt bei 100/150/200 m² Nutzfläche eine Kollektorfläche von 6,5/9/11,5 m².

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Schema Solaranlage zur Warmwasserbereitung: 1- Sonnenkollektor mit Absorberblech  2- Solarregeler und Solarstation 3- Warmwasserspeicher

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Flachkollektoren zur Erzeugung von Solarwärme auf einem Ökobauernhof in Gemünden (Nutzung für Warmwassererzeugung und Holzpelletsanlage für die Heizung)

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