Lohnt sich das? 09.05.2024, 07:55 Uhr

Wie sinnvoll ist eine Solarthermie?

Lohnt sich eine Solarthermie? Wie sieht es im Winter aus? Wir beantworten wichtige Fragen, die Sie sich vor dem Kauf einer Solarthermie stellen sollten.

Solarthermie

Sonnenkollektoren zur Warmwasserbereitung auf einem Hausdach.

Foto: PantherMedia / ademdemir

Angesichts der anhaltenden Preissteigerungen ist die Frage nach dem Sinn einer Solarthermie sicherlich berechtigt. Nicht nur die Anschaffungskosten, auch die Kosten für konventionelle Energie werden 2024 höher sein als in den Jahren zuvor. Kein Wunder also, dass jedes Jahr rund 80.000 neue Solarwärmeanlagen auf deutschen Dächern installiert werden. Doch was bringt das am Ende? Lohnt sich die Investition? Wer ökologische Aspekte in den Vordergrund stellt, kann diese Frage mit einem klaren „Ja“ beantworten. Wer rein ökonomisch denkt, muss die Investitionskosten mit den eingesparten Heizkosten vergleichen. Wir zeigen, wie das geht – und dass sich Solarthermie immer lohnt.

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Energieversorgung nach dem Gebäudeenergiegesetz

Bevor wir uns der Frage widmen, ob eine Solarthermie sinnvoll ist, schauen wir uns die aktuelle Gesetzeslage für Neubauten und Bestandsgebäude an.

Neubauten

Für Neubauten gelten strenge Vorschriften. Sie müssen als Niedrigstenergiegebäude errichtet werden:

  1. Der Gesamtenergiebedarf für Heizung, Warmwasserbereitung, Lüftung und Kühlung darf maximal 55 % des Primärenergiebedarfs eines festgelegten Referenzgebäudes betragen („EH55-Standard“).
  2. Energieverluste beim Heizen und Kühlen sind durch baulichen Wärmeschutz zu vermeiden.
  3. Der Wärme- und Kälteenergiebedarf muss zu mindestens 15 % durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Eine solarthermische Anlage erfüllt diese Anforderung, wenn sie diesen Anteil erreicht. (§10 und §35 GEG)

Bestandgebäude

Für Bestandsbauten sind die Dämmanforderungen weniger streng. Ein interessanter Aspekt ist das Betriebsverbot für ältere Heizkessel:

  • Heizkessel, die älter als 30 Jahre sind und mit flüssigem oder gasförmigem Brennstoff betrieben werden, dürfen nicht mehr verwendet werden, wenn ihre Nennleistung zwischen 4 und 400 Kilowatt liegt.
  • Neue Ölheizungen dürfen ab 2026 nur noch eingebaut werden, wenn der Energiebedarf zu mindestens 15 % durch erneuerbare Energien gedeckt wird. (§72 und §35 GEG)

Anteil der erneuerbaren Energien

Für Neubauten in Neubaugebieten wurde der Anteil der erneuerbaren Energien zum 1. Januar 2024 auf 65 % erhöht. Diese Anforderung erfüllen nur Biomasseheizkessel und Wärmepumpen. Außerhalb von Neubaugebieten bleibt noch Zeit bis 2026.

Für funktionierende Heizungsanlagen in Bestandsbauten ist kein Heizungstausch vorgeschrieben. Bei energetischen Sanierungen gelten großzügige Übergangslösungen.

Wie lässt sich die Effizienz einer Solarthermie berechnen?

Wenden wir uns nun der Wirtschaftlichkeit der Solarthermie zu. Nachfolgend die Berechnungsfaktoren für die Effizienz von Solaranlagen.

Einnahmen-Überschuss-Rechnung
Ob eine Solarthermie-Anlage wirtschaftlich arbeitet, zeigt eine einfache Einnahmen-Überschuss-Rechnung (EÜR). Die einzelnen Posten sind jedoch variabel.

Ausgaben
Die Ausgaben hängen vom Nutzungswillen, den Standortbedingungen und der verfügbaren Montagefläche ab. Daher sollten Interessenten systematisch vorgehen. Die ermittelten Komponenten bestimmen die Größe und damit die Investitionskosten der Anlage.

Einnahmen
Die Einnahmen ergeben sich aus den Erträgen der Solarthermie-Anlage. Diese hängen von der Nutzungsart, dem Nutzungsverhalten und den eingesparten Brennstoffkosten ab. Je teurer herkömmliche Energie ist, desto mehr spart die Solaranlage ein und desto höher sind die Einnahmen.

Finanzierungshilfen
Bei den Finanzierungshilfen kommt es auf die Art der Finanzierung an, ob die Beträge als Einnahmen oder Ausgaben verbucht werden. Förderungen senken die Investitionskosten und steigern die Einnahmen. Zinsen aus Krediten der KfW oder der Hausbank mindern die Einnahmen.

Wie sieht es mit den Ausgaben für die Solarthermie aus?

Viele Faktoren bestimmen den Anschaffungspreis einer Solarthermie-Anlage. Die größten sind die Solarkollektoren und der Wärmespeicher. Installationskosten machen ebenfalls einen erheblichen Teil der Anschaffungskosten aus. Obwohl die Ausgaben für die Systemkomponenten geringer sind, sollten sie in die Kalkulation einfließen.

Kollektoren
Der Preis der Kollektoren hängt von der verwendeten Technik ab. Im Artikel „Anschaffungs- und Betriebskosten“ werden die zu erwartenden Kosten detailliert erläutert. Der Beitrag „Solarthermie-Kollektoren im Vergleich“ beschreibt die Vor- und Nachteile der beiden Kollektorarten. Generell gilt: Eine Anlage mit Röhrenkollektoren ist etwa ein Drittel teurer als eine mit Flachkollektoren.

Wärmespeicher
Die Größe und der Preis des Speichers richten sich nach der Anzahl der Personen im Haushalt und der geplanten Nutzungsart. Soll nur Trinkwasser erwärmt oder auch die bestehende Heizungsanlage unterstützt werden? Je nachdem wird entweder ein einfacher Pufferspeicher oder ein teurerer Kombispeicher benötigt. Letzterer kostet etwa doppelt so viel wie ein Pufferspeicher.

Betriebskosten und Finanzierung
Die laufenden Betriebskosten für Strom, Wartung, Instandhaltung, Reinigung und mögliche Reparaturen sind relativ gering. Hochgerechnet auf die Lebensdauer der Anlage, etwa 30 Jahre, summieren sie sich jedoch auf etwa 3.000 Euro. Die meisten Wartungs- und Reparaturkosten sind jedoch durch die Herstellergarantie abgedeckt.

Finanzierungskosten
Wenn man einen zinsgünstigen Kredit von der KfW-Bank oder einer auf Solarprodukte spezialisierten Umweltbank in Anspruch nimmt, entstehen Finanzierungskosten. Die jährlich anfallenden Zinsen müssen auf der Ausgabenseite verbucht werden. Für 2024 sind Zinssätze von 6 bis 11 Prozent zu erwarten.

Wie sieht es mit den Einsparungen durch eine Solarthermie aus?

Energie ist teuer, und die Kosten für Raumwärme und warmes Brauchwasser werden in Zukunft weiter steigen. Jüngste Erhebungen zeigen, dass wir 2023 bereits einiges an Öl, Gas und Kohle einsparen konnten. Ist das Ende der Fahnenstange erreicht? Solarthermie bietet einen Ausweg.

Heizbedarf für Warmwasserbereitung um bis zu 60 Prozent geringer

Eine gut dimensionierte Solarthermie-Anlage kann den jährlichen Heizbedarf für die Warmwasserbereitung um bis zu 60 Prozent reduzieren. Im Winter ist es zwar weniger, aber im Sommer oft 100 Prozent. Ein vierköpfiger Haushalt, der durchschnittlich 2.500 kWh für die Wassererwärmung verbraucht, kann so jährlich rund 1.500 kWh Heizenergie einsparen.

Auch die Heizung verbraucht mit solarer Unterstützung bis zu 30 Prozent weniger Brennstoff in einem normal wärmegedämmten Haus. In Niedrigenergiehäusern kann der solare Deckungsanteil sogar bis zu 60 Prozent betragen. Ein Einfamilienhaushalt mit einem durchschnittlichen Verbrauch von 16.000 kWh für die Heizung spart somit rund 5.000 kWh Heizenergie pro Jahr.

Verbrauchsrichtwerte

Nach heizsparer.de verbrauchen Gasheizungen jährlich etwa 160 kWh pro Quadratmeter Wohnfläche. Eine 80-m²-Wohnung verbraucht somit knapp 13.000 kWh für Heizung und Warmwasser, während ein 120-m²-Einfamilienhaus etwa 19.000 kWh benötigt. Bei Ölheizungen sind die Werte etwa 5 Prozent höher, bei Holzpellet-Heizungen etwa 20 Prozent niedriger.

Solare Deckungsanteile

Bei der Kombination von Warmwassererzeugung und Heizungsunterstützung ergibt sich ein solarer Deckungsanteil von etwa 20 Prozent. Das bedeutet:

  • Für eine 80-m²-Wohnung eine Ersparnis von ca. 2.600 kWh Gas oder Öl bzw. ca. 2.100 kWh Holzpellets.
  • Für ein 120-m²-Haus eine Ersparnis von ca. 3.800 kWh Gas oder Öl bzw. ca. 3.000 kWh Holzpellets.

Diese Werte gelten für durchschnittlich gedämmte Gebäude. In energieeffizienten Gebäuden liegen die Werte meist niedriger; in alten, schlecht gedämmten Häusern ist der Verbrauch höher.

Staatliche Fördermittel

Staatliche Fördermittel spielen ebenfalls eine wichtige Rolle. Sie werden für die Heizungsmodernisierung mit erneuerbarer Energietechnik gewährt. Die Zuschüsse hängen weder vom Gebäude- und Anlagentyp noch von der Größe der Kollektorfläche oder dem Mindestinvestitionsvolumen ab. Die KfW-Bank ist für die Bewilligung zuständig. Je nach Investitionsvolumen, Installationszeitpunkt und Einkommen werden 30 bis 70 Prozent der förderfähigen Kosten übernommen. Mit Fördermitteln lohnt sich Solarthermie 2024 durchaus.

Beispiele für Wirtschaftlichkeit von Solarthermie-Anlagen

Schauen wir uns nun anhand von zwei Tabellen an, wie wirtschaftlich Solarthermie-Anlagen arbeiten können. Untersucht wurden Haushalte mit 2 und 4 Personen. In beiden Fällen wurde die Differenz der Ausgaben und Einnahmen für Solarthermieanlagen zur reinen Warmwasserbereitung (WW) und zur kombinierten Warmwasserbereitung und Heizungsunterstützung (WWHU) ermittelt. Als Brennstoff wurde Gas verwendet.

2-Personen-Haushalt im Reihenhaus (80 m²)

Posten WW WWHU
Investitionskosten inkl. Installation 4.200 € 6.200 €
Lfd. Betriebskosten Strom (55€ x 20J) 1.100 € 1.100 €
Summe Ausgaben 20 Jahre 5.300 € 7.300 €
Brennstoffeinsparung bei 15Ct/kWh (800kWh x 20J / 2.700kWh x 20J) 2.400 € 8.100 €
Förderung 25 % 1.050 € 1.550 €
Summe Einnahmen 20 Jahre 3.450 € 9.650 €
Einnahmen-Überschuss 20 Jahre -1.850 € 2.350 €
Amortisationszeit 36 Jahre 15 Jahre

4-Personen-Haushalt im Einfamilienhaus (120 m²)

Posten WW WWHU
Investitionskosten inkl. Installation 6.300 € 10.200 €
Lfd. Betriebskosten Strom (55€ x 20J) 1.100 € 1.100 €
Summe Ausgaben 20 Jahre 7.400 € 11.300 €
Brennstoffeinsparung bei 15Ct/kWh (1.600kWh x 20J / 4.000kWh x 20J) 4.800 € 12.000 €
Förderung 25 % 1.575 € 2.600 €
Summe Einnahmen 20 Jahre 6.375 € 14.600 €
Einnahmen-Überschuss 20 Jahre -1.025 € 3.300 €
Amortisationszeit 25 Jahre 16 Jahre

Amortisationszeit und Lebensdauer

Die Amortisationszeit zeigt, ob sich eine Solarthermie-Anlage lohnt. Da die Lebensdauer dieser Anlagen normalerweise 30 bis 40 Jahre beträgt, ist die Antwort grundsätzlich „Ja“. Besonders auffällig ist, dass sich kombinierte Anlagen schneller amortisieren als solche zur ausschließlichen Trinkwassererwärmung. Kleinstanlagen lohnen sich jedoch weniger, da die Kosten für Installation und Betrieb im Verhältnis zu den Brennstoffeinsparungen zu hoch sind.

Wie sinnvoll ist eine Solarthermie im Winter?

Auch im Winter mit viel Schnee gibt es Sonnentage, an denen Solarthermieanlagen effektiv arbeiten können. Allerdings gibt es einige Einschränkungen:

  • Reduzierte Sonneneinstrahlung: Im Winter ist die Intensität der Sonneneinstrahlung geringer, und die Sonne steht tiefer am Himmel. Solarthermieanlagen erreichen nur etwa 20 bis 30 Prozent ihrer maximalen Leistung.
  • Kürzere Tage: Weniger Tageslichtstunden reduzieren die mögliche Energieausbeute weiter.
  • Wetterbedingungen: Schnee und ein häufig bedeckter Himmel können die Effizienz und den Ertrag zusätzlich einschränken.

Beitrag zur Warmwasserbereitung

Solarthermie kann im Winter zur Warmwasserbereitung beitragen, reicht aber oft nicht aus, um den gesamten Bedarf zu decken. Hier kommen andere erneuerbare Heiztechnologien wie Wärmepumpen ins Spiel. Wärmepumpen können unabhängig von der Sonneneinstrahlung und den Außentemperaturen effizient heizen und Warmwasser bereiten.

Frostschutzmaßnahmen

Damit Solarthermie im Winter funktioniert, ist Frostschutz wichtig. Verschiedene Varianten sind möglich:

  • Glycol: Um ein Einfrieren der Solarflüssigkeit zu verhindern, wird Frostschutzmittel beigemischt. Das Mischverhältnis muss genau stimmen. Diese Flüssigkeit kann im Winter und Sommer verwendet werden.
  • Druckerhaltende Solarthermie-Systeme: Diese Systeme erzeugen warmes Wasser mit dem Heizkessel und pumpen es in die Solaranlage. Diese Methode ist jedoch hinsichtlich ihrer Energieeffizienz umstritten.
  • Drainback-Systeme: Bei Stillstand lässt das System die Solarflüssigkeit ab, um Einfrieren zu verhindern.

Am häufigsten werden Solaranlagen mit Glycol-haltiger Solarflüssigkeit eingesetzt.

Optimierung der Solarthermie im Winter

Um den geringeren solaren Ertrag im Winter zu erhöhen, sollten Hausbesitzer auf folgende Aspekte achten:

  • Kollektorneigung: Eine steilere Neigung der Kollektorfläche fängt mehr Sonneneinstrahlung der tiefer stehenden Sonne auf. Eine Neigung von 70 Grad empfiehlt sich für ganzjährig gleichmäßigen Wärmeertrag.
  • Kollektorfläche: Eine angemessen größere Kollektorfläche kann hilfreich sein. Achten Sie darauf, dass die Fläche für den Sommer nicht zu groß dimensioniert ist.
  • Röhrenkollektoren: Diese erzielen auch im Winter höhere Wirkungsgrade, da sie durch ihre Bauweise auch bei diffuser Sonneneinstrahlung Wärme aufnehmen können.
  • Schneeräumung: Entfernen Sie Schnee von den Solarkollektoren, damit die Absorber die Sonnenstrahlen erreichen können.
  • Sparsamer Warmwasserverbrauch: Reduzieren Sie den Warmwasserverbrauch im Winter, um mehr vom solaren Ertrag zu profitieren.
  • Großer Pufferspeicher: Ein großer Pufferspeicher ermöglicht die Speicherung von Wärme, wenn es mehrere sonnige Wintertage hintereinander gibt.

Umweltvorteile der Solarthermie

Wir haben nun gelernt, dass sich eine Solarthermie häufig aus ökonomischer Sicht lohnt, hinzu kommen die ökologischen Aspekte:

Schnelle energetische Amortisation
Eine solarthermische Anlage amortisiert sich energetisch in kurzer Zeit. Dies ist der Fall, wenn die Energie, die bei der Herstellung aufgewendet wird, durch die Anlage eingespart wird. Dieser Aspekt wird als CO2-Neutralität oder Klimaneutralität bezeichnet.

Geringe Emissionen
Solarthermische Anlagen verursachen im Betrieb sehr geringe Emissionen. Wird dafür nachhaltig erzeugter Ökostrom aus dem öffentlichen Netz genutzt, ist dies ein weiterer Schritt in Richtung Klimaneutralität. Optimal ist es, wenn der Betriebsstrom durch eine eigene Photovoltaikanlage erzeugt wird. Mit einem solchen sonnenbetriebenen Duo reduzieren sich sowohl die CO2-Emissionen als auch die Stromkosten für den Betrieb der Solarregelung auf Null.

Ein Beitrag von:

  • Dominik Hochwarth

    Redakteur beim VDI Verlag. Nach dem Studium absolvierte er eine Ausbildung zum Online-Redakteur, es folgten ein Volontariat und jeweils 10 Jahre als Webtexter für eine Internetagentur und einen Onlineshop. Seit September 2022 schreibt er für ingenieur.de.

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