Umweltfreundlich heizen mit Solar
Photovoltaik und Solarthermie stehen nach wie vor in der Gunst der Bauherren. Wie funktionieren die Anlagen und wann lohnt es sich, solar zu heizen?
Inhaltsverzeichnis
Teures Klimaschutzprojekt oder Heizkostenersparnis?
In Wohngebäuden wird Energie vor allem für Raumwärme und Warmwasser eingesetzt. Die Raumwärme hat mit 76 Prozent den größten Anteil am Energieverbrauch von Gebäuden. Der Anteil der 19 Millionen Wohngebäude in Deutschland am gesamten Gebäudeenergieverbrauch beträgt 66 Prozent. Hier kostenlose Sonnenenergie einzusetzen, macht durchaus Sinn. Ob sich das solare Heizen wirtschaftlich lohnt und welche technischen Möglichkeiten es gibt, erfährst du hier.
So funktionieren Solaranlagen
Du hast 2 Möglichkeiten, Solarenergie für dein Gebäude zu nutzen:
- Wärmeenergie über die Solarthermie und
- elektrische Energie über die Photovoltaik.
1. Solarthermie für Wärme
Die Solarthermie-Kollektoren werden durch die Strahlungswärme der Sonne aufgeheizt. Eine im Solarkreislauf befindliche Flüssigkeit nimmt die Wärme auf und gibt sie an einen (solaren) Warmwasserspeicher ab. Als Trägermedium dient entweder ein Frostschutzmittel oder reines Wasser.
2. Photovoltaik für Strom
Eine Photovoltaikanlage besteht aus mehreren miteinander verschalteten Solarmodulen. In einem Solarmodul wiederum befinden sich die Solarzellen. Fällt Licht auf die Zellen, erzeugen sie daraus Gleichstrom, der mittels Wechselrichter zu dem sogenannten Wechselstrom umgewandelt wird. Diesen kannst du dann direkt im Haus nutzen oder in das öffentliche Netz einspeisen.
Mehr zu den Unterschieden findest du in unserem Artikel „Solarthermie oder Photovoltaik?“
Deine technischen Möglichkeiten, um solar zu heizen
Der Bundesverband Solarwirtschaft e. V. (BSW) spricht von sonnigen Aussichten für Solarheizungen und geht nach einem Absatzplus bei der Solarthermie von 26 Prozent im Jahr 2020 von einem weiteren Anziehen der Solarkollektor-Nachfrage im Jahr 2021 aus. Auch der deutsche Markt für Photovoltaikanlagen ist auf Wachstumskurs.
Es darf allerdings nicht vergessen werden, dass es eine reine Solarheizung für Ein- und Mehrfamilienhäuser nicht gibt. Heizen mit Sonnenenergie bedeutet immer, dass die Kraft der Sonne nur zur Unterstützung eingesetzt werden kann. Denn genau dann, wenn die meiste Sonnenenergie zur Verfügung steht, besteht kaum Heizbedarf. Im Sommer benötigst du lediglich Warmwasser.
So kannst du eine Solaranlage zum Heizen nutzen:
Solarthermieanlage zur solaren Heizungsunterstützung
Im Jahresdurchschnitt kannst du mit einer Solarthermieanlage für das Warmwasser und die Raumheizung etwa 25 Prozent deines Wärmebedarfs decken. In der Übergangszeit ist es meist möglich, den konventionellen Heizkessel ganz auszuschalten.
Photovoltaikanlage mit Heizstab zur Erwärmung des Warmwassers
Dies ist eine einfache und kostengünstige Möglichkeit, um den Eigenverbrauch deiner Solaranlage zu erhöhen, also mehr Solarstrom selbst zu verbrauchen. Im Sommer lässt sich so ein Großteil des kompletten Warmwasserbedarfs decken. Selbst in den Wintermonaten kann der Heizstab einen erheblichen Beitrag leisten.
Photovoltaikanlage, um Strom für die Wärmepumpe zu produzieren
Mit deinem Solarstrom reduzierst du die Kosten der Wärmepumpe im Betrieb spürbar. Die Kombination Photovoltaik und Wärmepumpe senkt also deine Heizkosten und erhöht den Wirkungsgrad der Photovoltaikanlage.
Die Wärmepumpe wandelt den Solarstrom in Wärme um und speichert diese in einem Warmwasser- oder Pufferspeicher. Du kannst deinen Eigenverbrauch von 30 Prozent auf etwa 50 Prozent steigern. Mit einem intelligent gesteuerten System, das sich aus Photovoltaikanlage, Wärmepumpe und Stromspeicher zusammensetzt, sind sogar bis zu 80 Prozent möglich.
Photovoltaikanlage, um Strom für die Stromheizung zu generieren
Moderne Elektroheizungen sind sehr effizient und haben einen Wirkungsgrad von fast 100 Prozent. Allerdings ist der Strombedarf sehr hoch. Ihr Einsatz in Einfamilienhäusern lohnt sich in der Regel nicht, weil die Photovoltaikanlage lediglich einen Teil des Heizstroms zur Verfügung stellen kann. Den restlichen Strom musst du teuer aus dem Stromnetz beziehen.
Hybridheizung Gas und solar sowie Solarthermie und Wärmepumpe
Hybridheizungen kombinieren die Vorteile fossiler Energieträger mit denen kostenloser, erneuerbarer Energien. Das Zusammenspiel von Solarthermie und Wärmepumpe ist sehr beliebt, aber auch teuer. Die Hybridlösung Gasheizung mit Solar hingegen ist eine relativ kostengünstige und ebenfalls umweltschonende Kombination. Die Nachrüstung konventioneller Heizungen durch eine Wärmepumpe oder eine Solaranlage lässt sich meist einfacher umsetzen als die komplette Umstellung auf die Kombination aus beiden Technologien.
Rechnet sich das Heizen mit Solarenergie?
Für die Umwelt ist der Einsatz von Sonnenenergie zur Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung immer ein Gewinn. Rein wirtschaftlich betrachtet allerdings nicht immer. Du senkst zwar deine Heizkosten, musst aber auch entsprechend investieren.
Lohnt sich Solarthermie?
Solarthermie für das Warmwasser und die Heizungsunterstützung lohnt sich dann, wenn dein Wärmebedarf entsprechend hoch ist. Wichtig sind hier die Größe des Kollektorfeldes, die Ausrichtung, der Neigungswinkel und natürlich mit welcher Heizung die Solarthermieanlage kombiniert werden soll.
Möchtest du die Heizung unterstützen, benötigst du fast die doppelte Dachfläche als für die reine Warmwasserbereitung. Wenn du in einem kleinen Haushalt mit geringem Warmwasserbedarf wohnst, rechnet sich eine Solarthermieanlage meist nicht. Mit einer Solarthermieanlage für die Warmwasserbereitung kannst du übers Jahr gesehen einen solaren Deckungsgrad von bis zu 60 Prozent erreichen. Wird auch die Heizung unterstützt, liegt er bei etwa 20 bis 30 Prozent.
Dem stehen Anschaffungskosten von 4.000 bis 6.000 Euro (für Warmwasser) beziehungsweise von 8.000 bis 10.000 Euro (zur Unterstützung der Heizung) gegenüber.
Lohnt sich Photovoltaik für die Heizung?
Strom von der Photovoltaikanlage kostet dich viel weniger als Strom aus dem Netz. Wenn dein Dach ausreichend Platz bietet und du es dir finanziell leisten kannst, solltest du die Anlage so groß wie möglich auslegen – bis maximal 10 Kilowatt Peak. Denn auf den Quadratmeter umgerechnet wird mit zunehmender Größe der Anlagenpreis günstiger.
Betreibst du die Wärmepumpe mit Solarstrom, kannst du die Kombination so steuern, dass sich die Wärmepumpe automatisch dann einschaltet, wenn Überschussstrom vorhanden ist. Die Wärmepumpe vollständig mit Solarstrom zu betreiben funktioniert allerdings nicht, weil nachts keine Sonnenenergie zur Verfügung steht und im Winter der Strombedarf besonders hoch ist.
Ein Speicher kann helfen, dieses Problem abzuschwächen. Die Kombination Wärmepumpe, Speicher und Photovoltaik kostet dich je nach Wärmepumpentyp etwa 25.000 bis 45.000 Euro, rund 7.000 Euro davon entfallen auf den Stromspeicher.
Förderung erleichtert die Entscheidung
Seit Januar 2021 wird vom Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) über die neue Bundesförderung für effiziente Gebäude (BEG) der Heizungsaustausch als Einzelmaßnahme (BEG EM) mit mindestens 35 und maximal 55 Prozent der Investitionskosten bezuschusst.
Am 01. Juli 2021 folgt die Bundesförderung für effiziente Gebäude BEG WG (Wohngebäude) und BEG NWG (Nichtwohngebäude) für Sanierungen und Neubauten nach dem Effizienzhaus-Standard der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW). Weitere Informationen kannst du unter anderem in unserem Artikel zum Thema Solarthermie-Förderung nachlesen.
