Solarthermie im Altbau
Zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung
Solarthermische oder photovoltaische Anlagen lassen sich zur regenerativen Warmwasserbereitung oder Stromerzeugung auch nachträglich in ein Gebäude integrieren. Dabei stellen Solarkollektoren die umweltfreundlichste Variante der Wärmeerzeugung dar, da durch sie keinerlei CO₂-Emissionen erzeugt werden. Sie sind in den meisten Fällen kostengünstig und einfach zu installieren. Ihr Einbau ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn ohnehin im Zuge einer energetischen Sanierung Wassererwärmung und Heizkessel erneuert werden – die anfallenden Mehrkosten halten sich dann im Rahmen.
Bild: Baunetz (kt), Berlin
Bild: D. Haas-Arndt, Hannover
Zu einer solarthermischen Anlage gehören Flach- oder Vakuumröhrenkollektoren, ein Solekreislauf zum Transport der gewonnenen Wärme und ein Warmwasserspeicher. Mithilfe eines Wärmetauschers im Warmwasserspeicher wird die erzeugte Wärme auf das im Speicher befindliche Wasser übertragen. Flachkollektoren bestehen im Wesentlichen aus einer Absorberschicht, einer Abdeckung aus entspiegeltem Sicherheitsglas und einer seitlichen und rückwärtigen Wärmedämmung sowie einem Rahmen. Bei Vakuum-Röhrenkollektoren befindet sich der Absorber in einer luftdichten Glasröhre.
Die Auslegung der Solaranlage richtet sich sowohl nach dem gewählten Kollektortyp als auch danach, ob sie allein zur Warmwasserbereitung oder auch zur Heizungsunterstützung eingesetzt wird. Ist der finanzielle Rahmen der Sanierung begrenzt, können ohne Weiteres die kostengünstigen Flachkollektoren eingesetzt werden. Auch wenn sie einen schlechteren Wirkungsgrad als andere Modelle haben, so weisen sie dennoch ein gutes Kosten-Nutzen-Verhältnis auf. Vakuum-Röhrenkollektoren sind wiederum in der Anschaffung teurer, dafür aber effizienter. Die Größe einer Solaranlage, die zur Warmwasseraufbereitung im Wohnungsbau genutzt wird, kann bei Flachkollektoren pauschal mit 1,5 m² pro Person im Haushalt berechnet werden, bei Vakuumröhrenkollektoren genügen rund 0,8 bis 1,0 m² pro Person.
Aufgrund der geringen Sonneneinstrahlung im Winter decken Kollektoren im Durchschnitt etwa 60% des Warmwasserjahresbedarfs und benötigen aus diesem Grund eine Zusatzbeheizung. Möglich und empfehlenswert ist daher eine Kombination von Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung, bei der ein Warmwasserspeicher auch als Wärmequelle für die Heizung genutzt wird. Dabei wird der Vorlauf für den Heizkreislauf dem oberen Teil des Warmwasserspeichers entnommen, weil dort höhere Temperaturen herrschen. Ist die Sonneneinstrahlung zu gering, heizt ein separater oder in den Warmwasserspeicher integrierter Wärmeerzeuger die Wassertemperatur nach. Auf diese Weise können circa 25% des Heizenergiebedarfs mit regenerativer Energie gedeckt werden. Solaranlagen zur Heizungsunterstützung werden idealerweise mit Fußboden- oder Wandheizungen kombiniert, da hierfür geringere Vorlauftemperaturen benötigt werden als für herkömmliche Heizkörper.
Solarkollektoren müssen in südost- bis südwestorientierte,
schräge Dachflächen integriert bzw. auf einem Flachdach oder
Carport mit einer Neigung zwischen 30 und 45° Grad aufgeständert
werden, wenn sie ganzjährig Warmwasser bereitstellen sollen. Zur
Heizungsunterstützung eignen sich Winkel bis zu 60° Grad. Sind
bautechnisch keine geeigneten Neigungswinkel möglich oder ist die
Ausrichtung der Dachfläche nicht ganz optimal, lässt sich dies
notfalls mit einer größeren Kollektorfläche ausgleichen. Im Zuge
einer Dachsanierung sollte überprüft werden, ob die Möglichkeit
besteht, Warmwasserspeicher und Zusatzheizung im Dachraum in der
Nähe des Solarkollektors aufzustellen. Die dadurch kürzere
Leitungs- und Abgasführung kann die Kosten und vor allem den
bautechnischen Aufwand nennenswert reduzieren.
